WO2024104875A1 - Vorintegriertes ölkühlungs-modul und fahrzeug - Google Patents

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WO2024104875A1
WO2024104875A1 PCT/EP2023/081252 EP2023081252W WO2024104875A1 WO 2024104875 A1 WO2024104875 A1 WO 2024104875A1 EP 2023081252 W EP2023081252 W EP 2023081252W WO 2024104875 A1 WO2024104875 A1 WO 2024104875A1
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temperature control
drive
cooling
passenger compartment
designed
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PCT/EP2023/081252
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Denis Neher
Thomas Holzer
Dana Nicgorski
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • Vehicle drive systems especially electric vehicles, generate heat that must be dissipated. This is usually done using cooling circuits consisting of a large number of individual components.
  • a pre-integrated oil cooling module is proposed at least for a drive cooling system for cooling a drive unit, in particular an electric drive unit (Electrical Drive Unit - EDU), using oil as a heat transfer medium of a vehicle, in particular a battery- and/or fuel cell-operated vehicle, comprising at least one drive cooling component which is designed as an oil pump at least for circulating the heat transfer medium and/or as an oil heat exchanger for dissipating heat absorbed by the heat transfer medium from the drive unit, and comprising at least one further drive cooling component of the drive cooling system and/or at least one battery temperature control component of a battery temperature control system of the vehicle and/or at least one passenger compartment temperature control component of a passenger compartment temperature control system of the vehicle.
  • a drive cooling component which is designed as an oil pump at least for circulating the heat transfer medium and/or as an oil heat exchanger for dissipating heat absorbed by the heat transfer medium from the drive unit, and comprising at least one further drive cooling component of the drive cooling system and/or at least one battery
  • the inventive design of the pre-integrated oil cooling module can advantageously reduce complexity, since in particular instead of many individual components, only the pre-integrated oil cooling module needs to be installed in the vehicle. Performance and efficiency can be increased, as the individual components of the pre-integrated oil cooling module can be optimally coordinated with one another thanks to the modular design. Installation space can be reduced, as the modular design in particular allows for optimal arrangement in a smaller installation space.
  • the pre-integrated oil cooling module is preferably provided for a vehicle, in particular an electric vehicle.
  • the vehicle is preferably designed as a battery-operated and/or fuel cell-operated vehicle.
  • the vehicle could also be designed with an internal combustion engine and/or a motor that appears suitable to the person skilled in the art as a drive.
  • the vehicle is designed, for example, as a car, a commercial vehicle, a rail vehicle, a ship and/or an aircraft or as a drone.
  • the pre-integrated oil cooling module is designed to be usable in a stationary machine, such as a machine tool.
  • the pre-integrated oil cooling module could be designed to be retrofittable in a vehicle and/or a stationary machine.
  • the pre-integrated oil cooling module is designed as a spare part.
  • the pre-integrated oil cooling module is designed in different versions, in particular with a different number of components.
  • the different versions of the pre-integrated oil cooling module are designed to be interchangeable and/or expandable with one another.
  • a "pre-integrated module” is to be understood in particular as a prefabricated assembly which can be carried out by simply screwing and/or plugging in (plug and play), in particular without prior assembly and/or calibration of the individual components of the prefabricated assembly, preferably by an assembler without specific specialist knowledge.
  • a “module” is to be understood in particular as an assembly which has various components which are firmly installed together and/or integrated into one another and/or at least firmly installed on a carrier element.
  • An “oil cooling module” is to be understood in particular as an assembly which takes on a cooling function, the carrier fluid being in the form of oil. In particular, the oil is intended to absorb and transport heat away from the component to be cooled, in particular the drive.
  • the pre-integrated oil cooling module forms a single, prefabricated component with which preferably all components included in the oil cooling module can be installed in the vehicle in a common assembly step.
  • the oil cooling module can be delivered in one piece to an assembly line for vehicles.
  • the oil cooling module is designed to be expandable or separable, at least in parts.
  • the oil cooling module has defined interfaces which are intended for assembly with suitable counterparts and/or suitable mounts of the respective vehicle.
  • the oil cooling module is intended for plug-and-play installation.
  • the drive cooling system is preferably designed to cool at least one drive unit.
  • the drive cooling system preferably has at least one oil cooling system.
  • the heat transfer medium in particular a carrier fluid, is preferably designed as an oil, in particular mineral oil.
  • the carrier fluid is designed as a cooling fluid, in particular a water- and/or glycol-based fluid, which contains various additives, such as antifreeze and/or corrosion protection.
  • the oil is preferably designed to absorb heat from the drive unit.
  • the oil heat exchanger is preferably designed to transfer the heat from the oil to the cooling fluid. The heat transfer from the oil to the cooling fluid preferably takes place without any mass transfer between the oil and the cooling fluid.
  • the oil and the cooling fluid are preferably arranged mechanically separated from one another, at least in the oil heat exchanger.
  • the heat transfer between the oil and the cooling fluid preferably takes place along a temperature gradient.
  • the oil heat exchanger could also be designed as a radiator, which is designed to release heat to an environment, in particular to a gas.
  • the "drive unit” comprises in particular at least one component, preferably all components, which are intended to drive the vehicle, such as one or more motors, in particular electric motors and/or generators, a transmission, power electronics or the like.
  • the drive unit can be formed by an electric drive module which combines power electronics and electric motors.
  • "Provided” and/or “set up” should be understood in particular to mean specially programmed, designed and/or equipped.
  • the fact that an object is intended for a specific function should be understood in particular to mean that the object fulfills and/or carries out this specific function in at least one application and/or operating state.
  • the battery temperature control system is preferably designed to control the temperature of at least one drive battery and/or one or more batteries, preferably to cool and/or heat them.
  • the battery is preferably designed as an energy storage device for driving the vehicle. Alternatively, the battery could also be designed as a different or additional battery from the energy storage device for the drive.
  • the battery is preferably designed as a rechargeable battery, in particular a lithium-ion battery or lead battery or solid-state battery or comparable battery.
  • the passenger compartment temperature control system is designed to control the temperature of a passenger compartment, preferably to cool and/or heat it.
  • the cooling and/or heating of the passenger compartment takes place via the temperature control of a cooling liquid of the passenger compartment temperature control system.
  • the cooling liquid of the drive cooling circuit of the drive cooling system and the cooling liquid of the battery temperature control system and the cooling liquid of the passenger compartment temperature control system are designed as the same and/or identical and/or interchangeable cooling liquid and in particular have the same chemical composition.
  • the oil cooling module is preferably modular and can have different designs.
  • the pre-integrated oil cooling module preferably has at least one drive cooling component, which is integrated as a basis in every design of the oil cooling module.
  • At least one further drive component can also be integrated in the pre-integrated oil cooling module.
  • the pre-integrated oil cooling module has an integration of at least the further drive cooling component of the drive cooling system and at least the battery temperature control component of the battery temperature control system.
  • the pre-integrated oil cooling module has an integration of at least the further drive cooling component of the drive cooling system and at least the passenger compartment temperature control component of a passenger compartment temperature control system.
  • the pre-integrated oil cooling module has an integration of at least the passenger compartment temperature control component of a passenger compartment temperature control system and at least the battery temperature control component of the battery temperature control system.
  • the pre-integrated oil cooling module has one and/or more additional cooling systems and/or temperature control systems that are integrated into the pre-integrated oil cooling module.
  • the pre-integrated oil cooling module could have a variety of possible combinations of each component of the drive cooling system and the battery temperature control system and the passenger compartment temperature control system and each additional cooling and/or temperature control system.
  • the oil cooling module has at least three or more drive cooling components of the drive cooling system and/or at least two or more battery temperature control components of the battery temperature control system of the vehicle and/or at least two or more passenger compartment temperature control components of the passenger compartment temperature control system of the vehicle.
  • Complexity can advantageously be reduced, since in particular the pre-integrated oil cooling module comprises a larger number of components.
  • a function can advantageously be improved, since in particular the components comprised by the pre-integrated oil cooling module are better coordinated with each other and a larger number of components included in the pre-integrated oil cooling module therefore leads to optimized function.
  • the further drive cooling component is designed as a coolant pump of the drive cooling system that is different from the oil pump, as a coolant tank, as a coolant radiator or as a bypass valve for selectively switching the coolant radiator on and off.
  • a user-specific pre-integrated oil cooling module can advantageously be provided, since in particular the number and/or the component(s) of the drive cooling system can be put together arbitrarily, in particular depending on the individual requirements of a user. Efficiency can advantageously be improved, since in particular heat from the drive can be used by switching off the coolant radiator.
  • the coolant pump of the drive cooling system in particular an electric one, is designed to circulate a coolant in the drive cooling circuit, in particular for cooling the drive.
  • the coolant pump of the drive cooling system is designed to provide a pressure, in particular coolant pressure, for circulating the coolant in the drive cooling circuit.
  • the coolant tank which is designed in particular as a coolant buffer, is designed to hold excess coolant, in particular temporarily, and/or to provide additional coolant in the event of a coolant shortage.
  • the coolant tank in particular as an equalizing tank, can be used for several cooling circuits.
  • the coolant tank has at least one, preferably two, preferably as many chambers as cooling circuits.
  • the coolant tank is connected in series with the drive cooling circuit. However, a parallel connection of the coolant tank with the drive cooling circuit is conceivable.
  • the coolant radiator is designed as a cooler and/or heat exchanger.
  • the coolant radiator is designed to release heat from the coolant at least substantially to ambient air, in particular at least substantially by thermal radiation and/or thermal convection. It is conceivable that the heat is transferred to a Liquid and/or to a solid material, such as a housing or the like. It is conceivable that the coolant radiator is set up in addition to or as an alternative to cooling by the coolant of the battery temperature control system and/or the passenger compartment temperature control system.
  • the bypass valve is provided to switch the coolant radiator, in particular the drive cooling system, on and/or off.
  • the coolant radiator is switched on by the bypass valve at least in an operating state in which heat, in particular for cooling, has to be dissipated from the coolant.
  • the bypass valve is set up to switch the coolant radiator off when the heat from the drive can be used.
  • the bypass valve is designed to be electronically controllable. It is conceivable that the bypass valve is set up to connect the coolant radiator, in particular in parallel, to the drive cooling system or the battery temperature control system or the passenger compartment temperature control system.
  • a “coolant” is to be understood in particular as water and/or glycol and/or another carrier liquid which is mixed with various additives, such as antifreeze, corrosion protection or the like.
  • the carrier liquid such as the water or the glycol
  • the coolant is designed as a cooling oil.
  • a “heat” is to be understood in particular as thermal energy which is designed as a temperature difference to a comparison temperature, such as an ambient temperature and/or a coolant temperature and/or housing temperature or the like.
  • the battery temperature control components are designed as a coolant heat exchanger for dissipating heat generated by a drive battery of the vehicle, as a coolant pump of the battery temperature control system, or as a drive battery heating element.
  • Battery temperature control can advantageously be optimized, since in particular the battery temperature control components in the pre-integrated oil cooling module can be optimally coordinated with one another.
  • the battery is preferably to be used by the battery temperature control system as a drive battery and/or another battery, such as a consumer battery. an electrical energy supply of energy-intensive consumers, such as auxiliary heating and/or multimedia systems.
  • the coolant heat exchanger is designed to release heat from the coolant at least substantially to ambient air, in particular at least substantially by heat convection.
  • the heat is dissipated to a liquid, such as coolant and/or refrigerant, and/or to a solid, such as a housing or the like.
  • the coolant pump, in particular an electric one, of the battery temperature control system is designed to circulate a coolant in a battery temperature control circuit of the battery temperature control system, in particular for cooling a drive battery and/or another battery.
  • the coolant pump of the battery temperature control system is designed to provide a pressure, in particular coolant pressure, for circulating the coolant in the battery temperature control circuit.
  • the coolant pump of the battery temperature control system is at least substantially identical in construction to the coolant pump of the drive cooling system.
  • the drive battery heating element is preferably provided to heat the drive battery and/or another battery in at least one operating state, in particular when starting.
  • the drive battery heating element is preferably designed as a positive temperature coefficient (PTC) heating element.
  • the PTC heating element is designed to temper gas mixtures, liquids or solids, in particular self-regulating, in a very small space. It is conceivable that the drive battery heating element is designed as a heating rod and/or heating wire and/or as another heating element that appears to be useful to the person skilled in the art.
  • the drive battery heating element is preferably designed for preconditioning the battery, in particular electrically, in cold ambient conditions, in particular via the vehicle's power grid.
  • the passenger compartment temperature control components are designed as a passenger compartment heating element or as a coolant pump of the passenger compartment temperature control system. Comfort can be increased advantageously, since in particular the passenger compartment temperature control components are better coordinated with one another and passenger compartment temperature control is thereby optimized.
  • the passenger compartment heating element is provided to heat the passenger compartment in at least one operating state.
  • the passenger compartment heating element is designed as a Positive Temperature Coefficient (PTC) heating element.
  • the PTC heating element is designed to temper gas mixtures, liquids or solids, in particular self-regulating, in a very small space. It is conceivable that the passenger compartment heating element is designed as a heating rod and/or heating wire and/or as another heating element that appears useful to the person skilled in the art.
  • the passenger compartment heating element of the passenger compartment tempering system is at least substantially identical in construction to the drive battery heating element of the battery tempering system.
  • the coolant pump, in particular an electric one, of the passenger compartment tempering system is designed to circulate a coolant in a passenger compartment tempering circuit of the passenger compartment tempering system, in particular for cooling the passenger compartment.
  • the coolant pump of the passenger compartment temperature control system is designed to provide a pressure, in particular coolant pressure, for circulating the coolant in a passenger compartment temperature control circuit.
  • the coolant pump of the passenger compartment temperature control circuit is at least substantially identical in construction to the coolant pump of the drive cooling system and/or the coolant pump of the battery temperature control system.
  • the oil cooling module has at least one refrigeration circuit component of a separate refrigeration circuit, for example a refrigerant expansion valve of the separate refrigeration circuit.
  • a function can advantageously be improved because, in particular, the cooling liquid can be cooled to a temperature below an ambient temperature. Energy consumption can advantageously be reduced because, in particular, the refrigeration circuit can only be switched on when required.
  • the refrigerant expansion valve is designed to set a refrigerant temperature, in particular to a temperature below the ambient temperature.
  • the refrigerant expansion valve is designed to adjust a cooling capacity from the cooling liquid heat exchanger of the battery. battery temperature control system.
  • the coolant heat exchanger of the battery temperature control system is connected to the separate refrigeration circuit.
  • the oil cooling module has at least one link valve for selectively connecting or disconnecting at least two coolant circuits of the drive cooling system, the battery temperature control system and/or the passenger compartment temperature control system.
  • Energy consumption can advantageously be reduced because in particular the cooling circuits can be separated from one another and/or connected to one another and thus heat and/or cold can be used to control the temperature of at least one drive and/or drive battery and/or passenger compartment.
  • the at least one link valve is designed to be electrically controllable.
  • the link valve, in particular an electrical one is designed as a 3-way valve and/or a 5-way valve and/or a multi-way valve that appears to be useful to the person skilled in the art.
  • the drive cooling system and/or the battery temperature control system and/or the passenger compartment temperature control system are connected in at least one operating state via the at least one link valve in a parallel circuit or in a series circuit.
  • the oil cooling module has a manifold which comprises at least one line of a drive cooling circuit, at least one line of a battery temperature control circuit and/or at least one line of a passenger compartment temperature control circuit.
  • Complexity can advantageously be reduced, since in particular all lines are integrated into the manifold. Costs can advantageously be reduced, since in particular both the packaging and the assembly/system integration effort for the system integration into the vehicle are reduced.
  • the at least one line in the manifold is designed as a channel.
  • the manifold has at least one connection which is designed to connect the drive to be cooled and/or the battery to be temperature controlled and/or the passenger compartment to be temperature controlled, in particular fluidically, to the manifold.
  • a housing of the pre-integrated oil cooling module is at least partially formed by the manifold.
  • the oil cooling module has at least one, in particular integrated, sensor, which is in particular designed to detect at least one temperature and/or pressure of one of the drive cooling components, one of the battery temperature control components, one of the passenger compartment temperature control components and/or within a line of a cooling circuit.
  • the sensor is designed to detect a pressure and/or a temperature and/or a flow and/or a humidity and/or a glycol content or another parameter that appears to be useful to the person skilled in the art.
  • the drive cooling system and the battery temperature control system and the passenger compartment temperature control system each have at least one sensor.
  • the oil cooling module having a central energy and/or data transmission interface, which is in particular designed to supply at least one module-integrated drive cooling component, at least one module-integrated battery temperature control component, at least one module-integrated passenger compartment temperature control component, at least one module-integrated link valve for selectively connecting or disconnecting at least two coolant circuits and/or at least one module-integrated sensor with electrical energy and/or to equip it with a data connection.
  • Complexity can advantageously be reduced because in particular the modular design of the pre-integrated oil cooling module with a central energy and/or data transmission interface reduces, for example, a number of cable harnesses.
  • the pre-integrated oil cooling module has at least one common cable harness.
  • the pre-integrated oil cooling module has a common circuit board.
  • the pre-integrated oil cooling module has a common control and/or regulating unit.
  • the energy and/or data transmission interface is designed to be connected to a control unit of the vehicle and/or a power supply via the battery and/or the control unit of the vehicle.
  • the central energy and/or data transmission interface is designed as a BUS connection and/or a USB connection and/or a LAN connection. It is conceivable that the data transmission interface is designed as a wireless data transmission interface, such as a WLAN connection or a Bluetooth connection or a comparable connection.
  • a vehicle in particular a battery- and/or fuel cell-powered vehicle, with a pre-integrated oil cooling module is proposed.
  • Complexity can be reduced advantageously, since in particular the number of parts is reduced by the prefabricated oil cooling module.
  • a function can be improved advantageously, since in particular the arrangement/integration of the components in the pre-integrated oil cooling module can improve a function, such as cooling performance.
  • Energy consumption and thus CO2 emissions from the vehicle can be reduced advantageously, since the modular design of the pre-integrated oil cooling module optimizes a function and thus energy can be saved.
  • the pre-integrated oil cooling module according to the invention and the vehicle according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the pre-integrated oil cooling module according to the invention and the vehicle according to the invention can have a number of individual elements, components and units as well as method steps that differs from the number stated herein in order to fulfill a function described herein.
  • values within the stated limits should also be considered disclosed and can be used as desired.
  • Fig. 1 a vehicle with a pre-integrated oil cooling module according to the invention
  • Fig. 2 an overview table with possible combinations for a compilation of different versions of the pre-integrated oil cooling module
  • Fig. 3 is a circuit diagram/block diagram of an embodiment of the pre-integrated oil cooling module.
  • FIG. 1 shows a vehicle 16.
  • the vehicle 16 is designed as a battery and/or fuel cell-operated vehicle 16.
  • the vehicle 16 has a drive unit 14.
  • the drive unit 14 is designed as an electric drive unit (Electrical Drive Unit - EDU).
  • the vehicle 16 has a pre-integrated oil cooling module 10.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 is set up for a drive cooling system 12.
  • the drive cooling system 12 is set up to cool the drive unit 14.
  • the drive unit 14 of the battery and/or fuel cell-operated vehicle 16 is cooled using oil as a heat transfer medium.
  • the vehicle 16 could be cooled using cooling water or a comparable fluid as a heat transfer medium.
  • the table in Figure 2 shows possible designs 62 of the pre-integrated oil cooling module 10.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 has at least one drive cooling component 18, 20.
  • the drive cooling component 18 can be designed as an oil pump.
  • the oil pump is set up to circulate the heat transfer medium.
  • the oil pump provides a cooling volume flow.
  • the drive cooling component 20 can be designed as an oil heat exchanger.
  • the oil heat exchanger is set up to remove a the heat transfer medium from the drive unit 14. It is also conceivable that the oil cooling module 10 has the two drive cooling components 18, 20, oil pump and oil heat exchanger.
  • the drive cooling components 18, 20 are part of the drive cooling system 12.
  • the drive cooling components 18, 20 are designed to cool the drive unit 14.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 has only one and/or two drive cooling components 18, 20.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 could additionally have further drive cooling components 22, 52, 54, 56 of the drive cooling system 12.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 could additionally have further battery temperature control components 24, 26, 28, 30 of a battery temperature control system 32 of the vehicle 16.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 could additionally comprise further passenger compartment temperature control components 34, 36 of a passenger compartment temperature control system 38 of the vehicle 16.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 has a modular design.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 has a modular design.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 could comprise any combination of the drive cooling components 18, 20 and/or the further drive cooling components 22, 52, 54, 56 and/or the battery temperature control components 24, 26, 30, 32 and/or the passenger compartment temperature control components 34, 36.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 could comprise additional drive cooling components and/or additional battery temperature control components and/or additional passenger compartment temperature control components. It is even conceivable that the pre-integrated oil cooling module 10 comprises additional cooling systems and/or temperature control systems in addition to the drive cooling system 12, the battery temperature control system 32 and the passenger compartment temperature control system 38.
  • FIG 3 shows an example of a block diagram of one of the embodiments 62 of the pre-integrated oil cooling module 10.
  • the embodiment 62 of the pre-integrated oil cooling module shown in Figure 3 comprises the drive cooling system 12 and the battery temperature control system 32 and the passenger compartment temperature control system 38.
  • One of the further drive cooling components 22 is designed as a different from the oil pump, the coolant pump of the drive cooling system 12 is designed.
  • the coolant pump is designed as an electrically driven coolant pump.
  • the coolant pump is designed to be automatically controllable and/or regulated.
  • the coolant pump provides a cooling volume flow.
  • One of the further drive cooling components 52 is designed as a coolant tank.
  • the coolant tank has a chamber. Alternatively, the coolant tank could have several chambers.
  • the coolant tank could have a chamber for each cooling circuit.
  • the coolant tank is intended to receive excess coolant from a drive cooling circuit of the drive cooling system 12.
  • the coolant tank is intended to provide coolant for the drive cooling circuit.
  • the coolant tank is designed as a type of buffer for the drive cooling system 12.
  • One of the further drive cooling components 54 is designed as a coolant radiator.
  • the coolant radiator is designed to dissipate heat from the coolant.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 is designed without a tank.
  • the active components can be combined, for example, in a manifold 44 of the pre-integrated oil cooling module 10.
  • the coolant radiator is designed as a cooler.
  • the cooler is designed as an air cooler.
  • the cooler could also be designed as a heat exchanger, which transfers the heat from the coolant to another carrier fluid.
  • One of the other drive cooling components 56 is designed as a bypass valve.
  • the bypass valve is designed to selectively switch the coolant radiator on and off. For example, the coolant radiator could be switched on when the drive is running at full load and temporarily requires additional cooling.
  • One of the battery temperature control components 26 is designed as a coolant pump of the battery temperature control system 32.
  • the coolant pump is designed as an electrically driven coolant pump.
  • the coolant pump is designed to be automatically controllable and/or regulated.
  • the coolant pump provides a cooling volume flow.
  • the coolant pump of the battery temperature control system 32 is identical in construction to the coolant pump of the drive cooling system 12.
  • the coolant pump of the battery temperature control system 32 is designed to circulate a coolant a battery temperature control circuit of the battery temperature control system 32.
  • One of the battery temperature control components 28 is designed as a drive battery heating element.
  • the drive battery heating element is designed to heat the drive battery.
  • the drive battery heating element could heat a drive battery 58 and/or other batteries when the vehicle 16 is started and/or at low temperatures.
  • the drive battery heating element is designed as a heating element with a positive temperature coefficient (PTC heating element).
  • the drive battery heating element could also be designed as a comparable electrical heating element, such as a heating wire.
  • One of the battery temperature control components 24 is designed as a coolant heat exchanger.
  • the coolant heat exchanger is designed to dissipate heat generated by the drive battery 58 of the vehicle 16.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 has a refrigeration circuit component 40 of a separate refrigeration circuit 42.
  • the refrigeration circuit component 40 is designed as a refrigerant expansion valve of the separate refrigeration circuit 42.
  • the refrigerant expansion valve is designed to control/regulate a temperature of a refrigerant of the refrigeration circuit 42.
  • the coolant heat exchanger of the battery temperature control system 38 is designed to transfer the heat from a coolant of a battery temperature control circuit from the battery temperature control system 38 to the refrigerant of the refrigeration circuit 42.
  • One of the passenger compartment temperature control components 34 is designed as a passenger compartment heating element.
  • the passenger compartment heating element is designed as a heating element with a positive temperature coefficient (PTC heating element).
  • the passenger compartment heating element could also be designed as a comparable electrical heating element, such as a heating wire.
  • the passenger compartment heating element is designed identically to the drive battery heating element.
  • One of the passenger compartment temperature control components 36 is designed as a coolant pump of the passenger compartment temperature control system 38.
  • the coolant pump is designed as an electrically driven coolant pump.
  • the coolant pump is designed to be automatically controllable and/or regulated.
  • the coolant pump provides a cooling volume flow.
  • the coolant pump of the passenger compartment temperature control system 38 is designed identically to the coolant pump of the drive cooling system 12.
  • the cooling liquid pump of the passenger compartment temperature control system 38 is designed to circulate a cooling liquid of a passenger compartment temperature control circuit 68 of the passenger compartment temperature control system 38.
  • One of the passenger compartment temperature control components 60 is designed as a passenger compartment heat exchanger.
  • the passenger compartment heat exchanger is provided to transfer the heat of the cooling liquid of the passenger compartment temperature control system 38 to the air of a passenger compartment.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 has two link valves 50, 50'.
  • the link valve 50, 50' is designed as a 3-way valve.
  • the link valve 50 is intended to fluidically connect a drive cooling circuit 64 of the drive cooling system 12 to a battery temperature control circuit 66 of a battery temperature control system 32.
  • the link valve 50' is intended to fluidically connect the battery temperature control circuit 66 to the passenger compartment temperature control circuit 68.
  • the link valve 50, 50' is designed to selectively and automatically connect or disconnect two or three coolant circuits. With the link valve 50, for example, the drive cooling circuit 64 can be connected and/or disconnected to the battery temperature control circuit 66 and/or to the passenger compartment temperature control circuit 68.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 could also have just one link valve 50, which is designed as a 5/2-way valve.
  • the 5/2-way valve could be set up to automatically connect and disconnect the circuits of the drive system and the battery temperature control system and the passenger compartment temperature control system.
  • the link valve 50, 50' is set up to connect the three circuits in series or in parallel.
  • each of the three circuits can be designed to be self-sufficient and/or operable independently of one another.
  • two of the three circuits can be connected in series.
  • all three circuits can be connected in series.
  • the link valve is designed to be electrically controllable/regulatable.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 has a manifold 44.
  • the manifold 44 has a line of a drive cooling circuit 64.
  • the manifold 44 has a line of the battery temperature control circuit 66.
  • the manifold 44 has a line of the passenger compartment temperature control circuit 68.
  • the manifold 44 could also have several lines and/or pipes and/or channels.
  • the manifold 44 partially forms a housing of the pre-integrated oil cooling module 10.
  • the use of a single housing eliminates the need for an additional mechanical and hydraulic interface. For example, the number of coolant connections for the conventional approach, which only includes individual components, can be reduced from 25 to 7 by one of the embodiments 62 of 31 (see Fig. 2). For example, fewer auxiliary elements such as holders, clamps and seals are also required, which reduces the risk of leaks.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 has a sensor 46.
  • the sensor 46 is designed to detect a temperature and/or a pressure of one of the drive cooling components 18, 20, 22, 52, 54, 56 and one of the battery temperature control components 24, 26, 28, 30 and one of the passenger compartment temperature control components 34, 36. It is also conceivable that the sensor only detects a pressure and/or a temperature on individual components.
  • the sensor detects the temperature and/or the pressure within the line of the drive cooling circuit 64 and the battery temperature control circuit 66 and the passenger compartment temperature control circuit 68.
  • the sensor could also be designed to detect a humidity and/or a glycol content of the coolant and/or a flow rate and/or a parameter that appears to be useful to the person skilled in the art.
  • the pre-integrated oil cooling module 10 has a central energy and data transmission interface 48.
  • the energy and data transmission interface 48 is designed to supply a module-integrated drive cooling component 18, 20, 22, 52, 54, 56 and a module-integrated battery temperature control component 24, 26, 28, 30 and a module-integrated passenger compartment temperature control component 34, 36 and the module-integrated link valve 50 and the module-integrated sensor 46 with electrical energy and/or to provide them with a data connection.
  • the data interface 48 is designed to connect to the control unit of the vehicle 16.
  • the energy interface 48 is designed to connect to the drive battery.
  • the Energy and data interface 48 is integrated in such a way that it is cooled by the coolant from the drive cooling circuit 64 and/or the battery temperature control circuit 66 and/or the passenger compartment temperature control circuit 68.

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Abstract

Es wird ein vorintegriertes Ölkühlungs-Modul (10) zumindest für ein Antriebskühlungssystem (12) zu einer Kühlung einer Antriebseinheit (14), insbesondere einer elektrischen Antriebseinheit (Electrical Drive Unit – EDU), unter Verwendung von Öl als Wärmeträger eines, insbesondere batterie- und/oder brennstoffzellenbetriebenen, Fahrzeugs (16), aufweisend zumindest eine Antriebskühlungskomponente (18, 20), welche als Öl-pumpe zumindest zu einer Umwälzung des Wärmeträgers und/oder als ein Öl-Wärmetauscher zu einer Abführung einer durch den Wärmeträger von der Antriebseinheit (14) aufgenommenen Wärme ausgebildet ist, und aufweisend zumindest eine weitere Antriebskühlungskomponente (22, 52, 54, 56) des Antriebskühlungssystems (12) und/oder zumindest eine Batterietemperierungskomponente (24, 26, 28, 30) eines Batterietemperierungssystems (32) des Fahrzeugs (16) und/oder zumindest eine Fahrgastraumtemperierungskomponente (34; 36) eines Fahrgastraumtemperierungssystems (38) des Fahrzeugs (16), vorgeschlagen

Description

Beschreibung
Vorintegriertes Ölkühlungs-Modul und Fahrzeug
Stand der Technik
Antriebssysteme von Fahrzeugen, insbesondere von elektrisch betriebenen Fahrzeugen, erzeugen Wärme, die abgeführt werden muss. Dies geschieht gewöhnlich mit aus einer Vielzahl an Einzelkomponenten bestehenden Kühlkreisläufen.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein vorintegriertes Ölkühlungs-Modul zumindest für ein Antriebskühlungssystem zu einer Kühlung einer Antriebseinheit, insbesondere einer elektrischen Antriebseinheit (Electrical Drive Unit - EDU), unter Verwendung von Öl als Wärmeträger eines, insbesondere batterie- und/oder brennstoffzellenbetriebenen, Fahrzeugs, aufweisend zumindest eine Antriebskühlungskomponente, welche als Ölpumpe zumindest zu einer Umwälzung des Wärmeträgers und/oder als ein Öl- Wärmetauscher zu einer Abführung einer durch den Wärmeträger von der Antriebseinheit aufgenommenen Wärme ausgebildet ist, und aufweisend zumindest eine weitere Antriebskühlungskomponente des Antriebskühlungssystems und/oder zumindest eine Batterietemperierungskomponente eines Batterietemperierungssystems des Fahrzeugs und/oder zumindest eine Fahrgastraumtemperierungskomponente eines Fahrgastraumtemperierungssystems des Fahrzeugs, vorgeschlagen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung von dem vorintegrierten Ölkühlungs- Modul kann vorteilhaft eine Komplexität reduziert werden, da insbesondere statt vielen Einzelkomponenten nur das vorintegrierte Ölkühlungsmodul in dem Fahrzeug verbaut werden muss. Vorteilhaft kann eine Leistung und ein Wirkungsgrad gesteigert werden, da insbesondere die einzelnen Komponenten von dem vorintegrierten Ölkühlungs-Modul durch die Modulbauweise optimal aufeinander abgestimmt werden können. Vorteilhaft kann ein Bauraum reduziert werden, da insbesondere die Modulbauweise eine optimale Anordnung auf geringerem Bauraum zulässt.
Vorzugsweise ist das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul für ein Fahrzeug, insbesondere Elektrofahrzeug vorgesehen. Vorzugsweise ist das Fahrzeug als ein batteriebetriebenes und/oder brennstoffzellenbetriebenes Fahrzeug ausgebildet. Alternativ könnte das Fahrzeug auch mit einem Verbrennungsmotor und/oder einem dem Fachmann als geeignet erscheinenden Motor als Antrieb ausgebildet sein. Das Fahrzeug ist beispielsweise als ein PKW, ein NKW, ein Schienenfahrzeug, ein Schiff und/oder ein Flugzeug oder als einer Drohne ausgebildet. Es ist denkbar, dass das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul in einer stationären Maschine, wie beispielsweise einer Werkzeugmaschine einsetzbar ausgebildet ist. Insbesondere könnte das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul in einem Fahrzeug und/oder einer stationären Maschine nachrüstbar ausgebildet sein. Insbesondere ist das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul als Ersatzteil ausgebildet. Insbesondere ist das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul in unterschiedlichen Ausführungen, insbesondere mit einer unterschiedlichen Anzahl an Komponenten, ausgebildet. Insbesondere sind die unterschiedlichen Ausführungen von dem vorintegrierten Öl- kühlungs-Modul gegeneinander austauschbar und/oder miteinander erweiterbar ausgebildet.
Unter einem „vorintegrierten Modul“ soll dabei insbesondere eine vorgefertigte Baugruppe, welche durch einfaches Anschrauben und/oder Einstecken (Plug and Play), insbesondere ohne vorheriges Montieren und/oder Kalibrieren der einzelnen Komponenten von der vorgefertigten Baugruppe, vorzugsweise durch einen Monteur ohne spezifische Fachkenntnis durchführbar ist, verstanden werden. Unter einem „Modul“ soll dabei insbesondere eine Baugruppe, welche verschiedene Komponenten aufweist, die fest miteinander verbaut und/oder in einander integriert und oder zumindest fest auf einem Trägerelement verbaut sind, verstanden werden. Unter einem „Ölkühlungs-Modul“ soll dabei insbesondere eine Baugruppe, welche eine Kühlfunktion übernimmt, wobei das Trägerfluid als Öl ausgebildet ist, verstanden werden. Insbesondere ist das Öl dazu vorgesehen, eine Wärme von dem zu kühlenden Bauteil, insbesondere Antrieb, aufzunehmen und abzutransportieren. Insbesondere bildet das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul ein einzelnes, vorgefertigtes Bauteil aus, mit dem vorzugsweise alle in dem Ölküh- lungs-Modul umfassten Komponenten in einem gemeinsamen Montageschritt in das Fahrzeug verbaut werden können. Insbesondere ist das Ölkühlungs-Modul in einem Stück an eine Montagelinie für Fahrzeuge anlieferbar. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Ölkühlungs-Modul zumindest in Teilen erweiterbar oder trennbar ausgebildet ist. Insbesondere weist das Ölkühlungs-Modul definierte Schnittstellen auf, welche zu einer Montage mit passenden Gegenstücken und/oder passenden Aufnahmen des jeweiligen Fahrzeugs vorgesehen sind. Insbesondere ist das Ölkühlungs-Modul zu einer Plug-and-play-lnstallation vorgesehen.
Vorzugsweise ist das Antriebskühlungssystem dazu eingerichtet, zumindest eine Antriebseinheit zu kühlen. Vorzugsweise weist das Antriebskühlungssystem zumindest eine Öl- Kühlung auf. Vorzugsweise ist der Wärmeträger, insbesondere eine Trägerflüssigkeit, als ein Öl, insbesondere Mineralöl, ausgebildet. Alternativ ist denkbar, dass die Trägerflüssigkeit als eine, insbesondere wasser- und/oder glykolbasierte, Kühlflüssigkeit, welche verschiedene Zusätze, wie beispielsweise Frostschutz und/oder Korrosionsschutz beinhaltet, ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Öl dazu vorgesehen, eine Wärme von der Antriebseinheit aufzunehmen. Vorzugsweise ist der Öl-Wärmetauscher dazu eingerichtet, die Wärme von dem Öl an die Kühlflüssigkeit zu übertragen. Vorzugsweise erfolgt die Wärmeübertragung von dem Öl an die Kühlflüssigkeit frei von einem Stoffaustausch zwischen dem Öl und der Kühlflüssigkeit. Vorzugsweise sind das Öl und die Kühlflüssigkeit zumindest in dem Öl-Wärmetauscher mechanisch voneinander getrennt angeordnet. Vorzugsweise erfolgt die Wärmeübertragung zwischen dem Öl und der Kühlflüssigkeit entlang eines Temperaturgradienten. Alternativ könnte der Öl- Wärmetauscher auch als Radiator ausgebildet sein, welcher dazu eingerichtet ist, Wärme an eine Umgebung, insbesondere an ein Gas, abzugeben. Die „Antriebseinheit“ umfasst insbesondere zumindest eine Komponente, vorzugsweise alle Komponenten, welche zu einem Antrieb des Fahrzeugs vorgesehen sind, wie beispielsweise einen oder mehrere Motoren, insbesondere Elektromotoren und/oder -generatoren, ein Getriebe, eine Leistungselektronik oder dergleichen. Beispielsweise kann die Antriebseinheit durch ein elektrisches Antriebsmodul ausgebildet sein, welches Leistungselektronik und Elektromotoren vereinigt. Unter „vorgesehen“ und/oder unter „eingerichtet“ 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.
Vorzugsweise ist das Batterietemperierungssystem dazu eingerichtet, zumindest eine Antriebsbatterie und/oder eine/oder mehrere Batterien zu temperieren, vorzugsweise zu kühlen und/oder zu heizen. Vorzugsweise ist die Batterie als ein Energiespeicher zu einem Antrieb von dem Fahrzeug ausgebildet. Alternativ könnte die Batterie auch als eine von dem Energiespeicher zu dem Antrieb verschiedene oder weitere Batterie ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Batterie als ein wiederaufladbarer Akkumulator, insbesondere Lithium-Ionen-Akkumulator oder Blei-Akkumulator oder Feststoffakkumulator oder vergleichbarer Akkumulator ausgebildet.
Vorzugsweise ist das Fahrgastraumtemperierungssystem dazu eingerichtet, einen Fahrgastraum zu temperieren, vorzugsweise zu kühlen und/oder zu heizen. Insbesondere erfolgt die Kühlung und/oder Heizung von dem Fahrgastraum über die Temperierung von einer Kühlflüssigkeit des Fahrgastraumtemperierungssystems. Vorzugsweise ist die Kühlflüssigkeit von dem Antriebskühlungskreislauf des Antriebskühlungssystems und die Kühlflüssigkeit des Batterietemperierungssystems und die Kühlflüssigkeit des Fahrgastraumtemperierungssystems als eine gleiche und/oder identische und/oder gegeneinander austauschbare Kühlflüssigkeit ausgebildet und weist insbesondere die gleiche chemische Zusammensetzung auf. Vorzugsweise ist das Ölkühlungs-Modul modular aufgebaut und kann unterschiedliche Ausführungen aufweisen. Vorzugsweise weist das vorintegrierte Öl- kühlungs-Modul zumindest eine Antriebskühlungskomponente auf, welche als Basis in jeder Ausführung von dem Ölkühlungs-Modul integriert ist. Insbesondere kann in zumindest einer Ausführungsform auch zumindest eine weitere Antriebskomponente in dem vorintegrierten Ölkühlungs-Modul integriert sein. Insbesondere weist das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul eine Integration von zumindest der weiteren Antriebskühlungskomponente des Antriebskühlungssystems und zumindest der Batterietemperierungskomponente des Batterietemperierungssystems auf. Insbesondere weist das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul eine Integration von zumindest der weiteren Antriebskühlungskomponente des Antriebskühlungssystems und zumindest der Fahrgastraumtemperierungskomponente eines Fahrgastraumtemperierungssystems auf. Insbesondere weist das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul eine Integration von zumindest der Fahrgastraumtemperierungskomponente eines Fahrgastraumtemperierungssystems und zumindest der Batterietemperierungskomponente des Batterietemperierungssystems auf. Es ist denkbar, dass das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul ein und/oder mehrere weitere Kühlsysteme und/oder Temperiersysteme aufweist, welche in das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul integriert sind. Insbesondere könnte das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul eine Vielzahl an möglichen Kombinationen von jeder Komponente von dem Antriebskühlungssystem und dem Batterietemperierungssystem und dem Fahrgastraumtemperierungssystem und jedem weiteren Kühl- und/oder Temperiersystem aufweisen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Ölkühlungs-Modul zumindest drei oder mehr Antriebskühlungskomponenten des Antriebskühlungssystems und/oder zumindest zwei oder mehr Batterietemperierungskomponenten des Batterietemperierungssystems des Fahrzeugs und/oder zumindest zwei oder mehr Fahrgastraumtemperierungskomponenten des Fahrgastraumtemperierungssystems des Fahrzeugs aufweist. Vorteilhaft kann eine Komplexität reduziert werden, da insbesondere das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul eine größere Anzahl an Komponenten umfasst. Vorteilhaft kann eine Funktion verbessert werden, da insbesondere die von dem vorintegrierten Ölkühlungs-Modul umfassten Komponenten besser aufeinander abgestimmt sind und eine größere Anzahl an von dem vorintegrierten Ölkühlungs-Modul umfassten Komponenten demnach zu einer optimierten Funktion führt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die weitere Antriebskühlungskomponente als eine von der Ölpumpe verschiedene Kühlflüssigkeitspumpe des Antriebskühlungssystems, als ein Kühlflüssigkeitstank, als ein Kühlflüssigkeitsradiator oder als ein Bypass-Ventil zu einem wahlweisen Zu- und Abschalten des Kühlflüssigkeitsradiators ausgebildet ist. Vorteilhaft kann ein benutzerspezifisches vorintegriertes Ölkühlungs-Modul bereitgestellt werden, da insbesondere die Anzahl und/oder die Komponente(n) des Antriebskühlungssystems beliebig, insbesondere abhängig von den individuellen Anforderungen eines Anwenders, zusammengestellt werden kann. Vorteilhaft kann ein Wirkungsgrad verbessert werden, da insbesondere eine Wärme von dem Antrieb durch ein Abschalten von dem Kühlflüssigkeitsradiator genutzt werden kann. Vorzugsweise ist die, insbesondere elektrische, Kühlflüssigkeitspumpe des Antriebskühlungssystems dazu eingerichtet, eine Kühlflüssigkeit in dem Antriebskühlungskreislauf, insbesondere zu der Kühlung von dem Antrieb, umzuwälzen. Vorzugsweise ist die Kühlflüssigkeitspumpe des Antriebskühlungssystems dazu eingerichtet einen Druck, insbesondere Kühlflüssigkeitsdruck, zu der Umwälzung der Kühlflüssigkeit in dem Antriebskühlungskreislauf, bereitzustellen. Vorzugsweise ist der, insbesondere als Kühlflüssigkeitspuffer ausgebildete, Kühlflüssigkeitstank dazu eingerichtet, eine überschüssige Kühlflüssigkeit, insbesondere temporär, aufzunehmen und/oder bei einem Kühlflüssigkeitsmangel eine zusätzliche Kühlflüssigkeit bereitzustellen. Es ist denkbar, dass der Kühlflüssigkeitstank, insbesondere als Ausgleichsbehälter, für mehrere Kühlkreisläufe einsetzbar ist. Insbesondere weist der Kühlflüssigkeitstank zumindest eine, bevorzugt zwei, vorzugsweise gleich viele Kammern wie Kühlkreisläufe auf. Vorzugsweise ist der Kühlflüssigkeitstank mit dem Antriebskühlungskreislauf in Serie verschaltet. Es ist jedoch eine Parallelschaltung von dem Kühlflüssigkeitstank mit dem Antriebskühlungskreislauf denkbar. Vorzugsweise ist der Kühlflüssigkeitsradiator als ein Kühler und/oder Wärmetauscher ausgebildet. Vorzugsweise ist der Kühlflüssigkeitsradiator dazu eingerichtet, eine Wärme von der Kühlflüssigkeit zumindest im Wesentlichen an eine Umgebungsluft, insbesondere zumindest im Wesentlichen durch Wärmestrahlung und/oder Wärmekonvektion abzugeben. Es ist denkbar, dass die Wärme an eine Flüssigkeit und/oder an einen Feststoff, wie beispielsweise ein Gehäuse oder dergleichen abgeführt wird. Es ist denkbar, dass der Kühlflüssigkeitsradiator zusätzlich oder alternativ zu einer Kühlung von der Kühlflüssigkeit des Batterietemperierungssystems und/oder des Fahrgastraumtemperierungssystems eingerichtet ist. Vorzugsweise ist das Bypass-Ventil dazu vorgesehen, den Kühlflüssigkeitsradiator, insbesondere dem Antriebskühlsystem, zuzuschalten und/oder abzuschalten. Insbesondere ist der Kühlflüssigkeitsradiator zumindest in einem Betriebszustand von dem Bypass-Ventil zugeschaltet, in dem Wärme, insbesondere zu der Kühlung, von der Kühlflüssigkeit abgeführt werden muss. Vorzugsweise ist das Bypass-Ventil dazu eingerichtet, den Kühlflüssigkeitsradiator abzuschalten, wenn die Wärme von dem Antrieb nutzbar ist. Vorzugsweise ist das Bypass-Ventil elektronisch steuerbar ausgebildet. Es ist denkbar, dass das Bypass-Ventil dazu eingerichtet ist, den Kühlflüssigkeitsradiator, insbesondere parallel, mit dem Antriebskühlungssystem oder dem Batterietemperierungssystem oder dem Fahrgastraumtemperierungssystem zu verbinden. Unter einer „Kühlflüssigkeit“ soll dabei insbesondere Wasser und/oder Glykol und/oder eine weitere Trägerflüssigkeit, welche mit verschiedenen Zusätzen, wie beispielsweise Frostschutz, Korrosionsschutz oder dergleichen gemischt ist, verstanden werden. Insbesondere könnte die Trägerflüssigkeit, wie beispielsweise das Wasser oder das Glykol als Reinstoff, insbesondere ohne Zusätze, ausgebildet sein. Es ist denkbar, dass die Kühlflüssigkeit als ein Kühlöl ausgebildet ist. Unter einer „Wärme“ soll dabei insbesondere eine Wärmeenergie, welche als eine Temperaturdifferenz zu einer Vergleichstemperatur, wie beispielsweise eine Umgebungstemperatur und/oder eine Kühlflüssigkeitstemperatur und/oder Gehäusetemperatur oder dergleichen ausgebildet ist, verstanden werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Batterietemperierungskomponenten als ein Kühlflüssigkeits-Wärmetauscher zur Abführung einer von einer Antriebsbatterie des Fahrzeugs erzeugten Wärme, als eine Kühlflüssigkeitspumpe des Batterietemperierungssystems, oder als ein Antriebsbatterie- Heizelement ausgebildet sind. Vorteilhaft kann eine Batterietemperierung optimiert werden, da insbesondere die Batterietemperierungskomponenten in dem vorintegrierten Ölküh- lungs-Modul optimal aufeinander abgestimmt werden können. Vorzugsweise ist die Batterie von dem Batterietemperierungssystem als eine Antriebsbatterie und/oder eine weitere Batterie, wie beispielsweise eine Verbraucherbatterie zu einer elektrischen Energieversorgung von energieintensiven Verbrauchern, wie beispielsweise Standheizung und/oder Multimediasystem ausgebildet. Vorzugsweise ist der Kühlflüssigkeits-Wärmetauscher dazu eingerichtet, eine Wärme von der Kühlflüssigkeit zumindest im Wesentlichen an eine Umgebungsluft, insbesondere zumindest im Wesentlichen durch Wärmekonvektion abzugeben. Es ist denkbar, dass die Wärme an eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Kühl- und/oder Kältemittel, und/oder an einen Feststoff, wie beispielsweise ein Gehäuse oder dergleichen, abgeführt wird. Vorzugsweise ist die, insbesondere elektrische, Kühlflüssigkeitspumpe des Batterietemperierungssystems dazu eingerichtet, eine Kühlflüssigkeit in einem Batterietemperierungskreislauf des Batterietemperierungssystems, insbesondere zu der Kühlung von einer Antriebsbatterie und/oder einer weiteren Batterie, umzuwälzen. Vorzugsweise ist die Kühlflüssigkeitspumpe des Batterietemperierungssystems dazu eingerichtet einen Druck, insbesondere Kühlflüssigkeitsdruck, zu der Umwälzung der Kühlflüssigkeit in dem Batterietemperierungskreislauf, bereitzustellen. Vorzugsweise ist die Kühlflüssigkeitspumpe des Batterietemperierungssystems zumindest im Wesentlichen baugleich mit der Kühlflüssigkeitspumpe des Antriebskühlungssystems. Vorzugsweise ist das Antriebsbatterie-Heizelement dazu vorgesehen, in zumindest einem Betriebszustand, insbesondere bei einem Start, die Antriebsbatterie und/oder weitere Batterie zu heizen. Vorzugsweise ist das Antriebsbatterie-Heizelement als ein Positive Temperature Coefficient (PTC)-Heizelement ausgebildet. Das PTC-Heizelement ist zu einem Temperieren von Gasgemischen, Flüssigkeiten oder Feststoffen, insbesondere selbstregelnd, auf engstem Raum ausgebildet. Es ist denkbar, dass das Antriebsbatterie-Heizelement als ein Heizstab und/oder Heizdraht und/oder als ein weiteres, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Heizelement ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Antriebsbatterie-Heizelement zu einer, insbesondere elektrischen, Vorkonditionierung der Batterie bei kalten Umgebungsbedingungen, insbesondere über das Stromnetz von dem Fahrzeug, eingerichtet.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Fahrgastraumtemperierungskomponenten als ein Fahrgastraum-Heizelement oder als eine Kühlflüssigkeitspumpe des Fahrgastraumtemperierungssystems ausbildet sind. Vorteilhaft kann ein Komfort gesteigert werden, da insbesondere die Fahrgastraumtemperierungskomponenten besser aufeinander abgestimmt werden und eine Fahrgastraumtemperierung dadurch optimiert wird. Vorzugsweise ist das Fahrgastraum-Heizelement dazu vorgesehen, in zumindest einem Betriebszustand den Fahrgastinnenraum zu heizen. Vorzugsweise ist das Fahrgastraum-Heizelement als ein Positive Temperature Coefficient (PTC)-Heizelement ausgebildet. Das PTC-Heizelement ist zu einem Temperieren von Gasgemischen, Flüssigkeiten oder Feststoffen, insbesondere selbst regelnd, auf engstem Raum ausgebildet. Es ist denkbar, dass das Fahrgastraum-Heizelement als ein Heizstab und/oder Heizdraht und/oder als ein weiteres, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Heizelement ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Fahrgastraum-Heizelement des Fahrgastraumtemperierungssystems zumindest im Wesentlichen baugleich mit dem Antriebsbatterie- Heizelement von dem Batterietemperierungssystem. Vorzugsweise ist die, insbesondere elektrische, Kühlflüssigkeitspumpe des Fahrgastraumtemperierungssystems dazu eingerichtet, eine Kühlflüssigkeit in einem Fahrgastraumtemperierungskreislauf des Fahrgastraumtemperierungssystems, insbesondere zu der Kühlung von dem Fahrgastraum, umzuwälzen. Vorzugsweise ist die Kühlflüssigkeitspumpe des Fahrgastraumtemperierungssystems dazu eingerichtet einen Druck, insbesondere Kühlflüssigkeitsdruck, zu der Umwälzung der Kühlflüssigkeit in einem Fahrgastraumtemperierungskreislauf, bereitzustellen. Vorzugsweise ist die Kühlflüssigkeitspumpe des Fahrgastraumtemperierungskreislaufs zumindest im Wesentlichen baugleich mit der Kühlflüssigkeitspumpe des Antriebskühlungssystems und/oder der Kühlflüssigkeitspumpe des Batterietemperierungssystems.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass das Ölkühlungs-Modul zumindest eine Kältekreislaufkomponente eines separaten Kältekreislaufs, beispielsweise ein Kältemittel-Expansionsventil des separaten Kältekreislaufs aufweist. Vorteilhaft kann eine Funktion verbessert werden, da insbesondere die Kühlflüssigkeit auf eine Temperatur unterhalb einer Umgebungstemperatur abgekühlt werden kann. Vorteilhaft kann ein Energieverbrauch reduziert werden, da insbesondere der Kältekreislauf nur im Bedarfsfall zugeschaltet werden kann.
Vorzugsweise ist das Kältemittel- Expansionsventil dazu eingerichtet, eine Kältemitteltemperatur, insbesondere auf eine Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur, einzustellen. Vorzugsweise ist das Kältemittel- Expansionsventil dazu eingerichtet eine Kühlleistung von dem Kühlflüssigkeitswärmetauscher des Batte- rietemperierungssystems zu regeln. Vorzugsweise ist der Kühlflüssigkeitswärmetauscher des Batterietemperierungssystems an den separaten Kältekreislauf angeschlossen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Ölkühlungs- Modul zumindest ein Verknüpfungsventil zu einem wahlweisen Verbinden oder Trennen von zumindest zwei Kühlmittelkreisläufen des Antriebskühlungssystems, des Batterietemperierungssystems und/oder des Fahrgastraumtemperierungssystems aufweist. Vorteilhaft kann ein Energieverbrauch reduziert werden, da insbesondere die Kühlkreisläufe voneinander getrennt und/oder miteinander verbunden werden können und dadurch eine Wärme und/oder eine Kälte zu einer Temperierung zumindest eines Antriebs und/oder einer Antriebsbatterie und/oder eines Fahrgasraums genutzt werden kann. Vorzugsweise ist das zumindest eine Verknüpfungsventil elektrisch ansteuerbar ausgebildet. Es ist denkbar, dass das, insbesondere elektrische, Verknüpfungsventil als ein 3-Wege-Ventil und/oder ein 5-Wege-Ventil und/oder ein dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Mehrwege-Ventil ausgebildet ist. Vorzugsweise sind das Antriebskühlungssystem und/oder das Batterietemperierungssystem und/oder das Fahrgastraumtemperierungssystem in zumindest einem Betriebszustand über das zumindest eine Verknüpfungsventil in einer Parallelschaltung oder in einer Reihenschaltung verschaltet.
Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass das Ölkühlungs-Modul ein Manifold, welches zumindest eine Leitung eines Antriebskühlungskreislaufs, zumindest eine Leitung eines Batterietemperierungskreislaufs und/oder zumindest eine Leitung eines Fahrgastraumtemperierungskreislaufs umfasst, aufweist. Vorteilhaft kann eine Komplexität reduziert werden, da insbesondere alle Leitungen in das Manifold integriert sind. Vorteilhaft können Kosten reduziert werden, da insbesondere sowohl der Verpackungs- als auch der Montage-/Systemintegrationsauf- wand für die Systemintegration in das Fahrzeug sinken. Vorzugsweise ist die zumindest eine Leitung in dem Manifold als Kanal ausgebildet. Vorzugsweise weist das Manifold zumindest einen Anschluss auf, welcher dazu eingerichtet ist, den zu kühlenden Antrieb und/oder die zu temperierende Batterie und/oder den zu temperierenden Fahrgastraum, insbesondere fluidisch, mit dem Manifold zu verbinden. Insbesondere ist ein Gehäuse von dem vorintegrierten Ölkühlungs-Modul zumindest teilweise von dem Manifold gebildet. Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass das Ölkühlungs-Modul zumindest einen, insbesondere integrierten, Sensor, welcher insbesondere dazu eingerichtet ist, zumindest eine Temperatur und/oder einen Druck einer der Antriebskühlungskomponenten, einer der Batterietemperierungskomponenten, einer der Fahrgastraumtemperierungskomponenten und/oder innerhalb einer Leitung eines Kühlkreislaufs zu erfassen, aufweist. Vorteilhaft kann eine Leistung erhöht und ein Energieverbrauch reduziert werden, da insbesondere der Sensor eine exakte Steuerung und/oder Regelung von dem vorintegrierten Ölkühlungs-Modul ermöglicht. Vorzugsweise ist der Sensor dazu eigerichtet, einen Druck und/oder eine Temperatur und/oder einen Durchfluss und/oder eine Feuchtigkeit und/oder einen Glykolgehalt oder einen weiteren, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Parameter zu erfassen. Insbesondere weist das Antriebskühlungssystem und das Batterietemperierungssystem und das Fahrgastraumtemperierungssystem je zumindest einen Sensor auf.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Ölkühlungs-Modul, aufweisend eine zentrale Energie- und/oder Datenübertragungsschnittstelle, welche insbesondere dazu eingerichtet ist, zumindest eine modulintegrierte Antriebskühlungskomponente, zumindest eine modulintegrierte Batterietemperierungskomponente, zumindest eine modulintegrierte Fahrgastraumtemperierungskomponente, zumindest ein modulintegriertes Verknüpfungsventil zum wahlweisen Verbinden oder Trennen von zumindest zwei Kühlmittelkreisläufen und/oder zumindest einen modulintegrierten Sensor mit elektrischer Energie zu versorgen und/oder mit einer Datenverbindung auszustatten, aufweist. Vorteilhaft kann eine Komplexität reduziert werden, da insbesondere die Modulbauweise von dem vorintegrierten Öl- kühlungs-Modul mit einer zentralen Energie- und/oder Datenübertragungsschnittstelle beispielsweise eine Anzahl an Kabelbäumen reduziert. Vorzugsweise weist das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul zumindest einen gemeinsamen Kabelbaum auf. Insbesondere weist das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul eine gemeinsame Platine auf. Vorzugsweise weist das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul eine gemeinsame Steuer- und/oder Regeleinheit auf. Vorzugsweise ist die Energie- und/oder Datenübertragungsschnittstelle zu einer Verbindung mit einem Steuergerät von dem Fahrzeug und/oder einer Stromversorgung über die Batterie und/oder das Steuergerät von dem Fahrzeug eingerichtet. Vorzugsweise ist die zentrale Energie- und/oder Datenübertragungsschnittstelle als eine BUS- Verbindung und/oder eine USB-Verbindung und/oder eine LAN-Verbindung ausgebildet. Es ist denkbar, dass die Datenübertragungsschnittstelle als eine drahtlose Datenübertragungsschnittstelle, wie beispielsweise eine W-LAN-Verbindung oder eine Bluetooth-Verbindung oder eine vergleichbare Verbindung ausgebildet ist.
Ferner wird ein Fahrzeug, insbesondere batterie- und/oder brennstoffzellenbetriebenes Fahrzeug, mit einem vorintegrierten Ölkühlungs-Modul, vorgeschlagen. Vorteilhaft kann eine Komplexität reduziert werden, da insbesondere eine Teilezahl durch das vorgefertigte Ölkühlungs-Modul reduziert wird. Vorteilhaft kann eine Funktion verbessert werden, da insbesondere durch die Anordnung/Integra- tion der Komponenten in dem vorintegrierten Ölkühlungs-Modul eine Funktion, wie beispielsweise eine Kühlleistung, verbessert werden kann. Vorteilhaft kann ein Energieverbrauch und dadurch eine CO2-Emission von dem Fahrzeug reduziert werden, da durch die modulare Bauweise des vorintegrierten Ölkühlungs- Moduls eine Funktion optimiert und dadurch eine Energie eingespart werden kann.
Das erfindungsgemäße vorintegrierte Ölkühlungs-Modul und das erfindungsgemäße Fahrzeug sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann das erfindungsgemäße vorintegrierte Ölkühlungs-Modul und das erfindungsgemäße Fahrzeug zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, 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.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen vorintegrierten Öl- kühlungs-Modul,
Fig. 2 eine Übersichtstabelle mit Kombinationsmöglichkeiten zu einer Zusammenstellung von verschiedenen Ausführungen des vorintegrierten Ölkühlungs-Moduls und
Fig. 3 einen Schaltplan/ein Blockdiagramm von einem Ausführungsbeispiel des vorintegrierten Ölkühlungs-Moduls.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt ein Fahrzeug 16. Das Fahrzeug 16 ist als ein batterie- und/oder brennstoffzellenbetriebenes Fahrzeug 16 ausgebildet. Das Fahrzeug 16 weist eine Antriebseinheit 14 auf. Die Antriebseinheit 14 ist als eine elektrische Antriebseinheit (Electrical Drive Unit - EDU) ausgebildet. Das Fahrzeug 16 weist ein vorintegriertes Ölkühlungs-Modul 10 auf. Das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul 10 ist für ein Antriebskühlungssystem 12 eingerichtet. Das Antriebskühlungssystem 12 ist zu einer Kühlung der Antriebseinheit 14 eingerichtet. Die Kühlung von der Antriebseinheit 14 des batterie- und/oder brennstoffzellenbetriebenen Fahrzeugs 16 erfolgt unter Verwendung von Öl als Wärmeträger. Alternativ könnte die Kühlung von dem Fahrzeug 16 mit Kühlwasser oder einem vergleichbaren Fluid als Wärmeträger erfolgen.
Die Tabelle in der Figur 2 zeigt mögliche Ausführungen 62 von dem vorintegrierten Ölkühlungs-Modul 10. Das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul 10 weist mindestens eine Antriebskühlungskomponente 18, 20 auf. Die Antriebskühlungskomponente 18 kann als Ölpumpe ausgebildet sein. Die Ölpumpe ist zu einer Umwälzung des Wärmeträgers eingerichtet. Die Ölpumpe stellt einen Kühlvolumenstrom bereit. Die Antriebskühlungskomponente 20 kann als ein Öl-Wärmetau- scher ausgebildet sein. Der Öl-Wärmetauscher ist zu einer Abführung einer durch den Wärmeträger von der Antriebseinheit 14 aufgenommenen Wärme ausgebildet. Es ist auch denkbar, dass das Ölkühlungsmodul 10 die beiden Antriebskühlungskomponenten 18, 20 Ölpumpe und Öl-Wärmetauscher aufweist. Die Antriebskühlungskomponenten 18, 20 sind Teil des Antriebskühlungssystems 12. Die Antriebskühlungskomponenten 18, 20 sind zu einer Kühlung der Antriebseinheit 14 eingerichtet. Es ist denkbar, dass das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul 10 nur die eine und/oder die zwei Antriebskühlungskomponenten 18, 20 aufweist. Das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul 10 könnte zusätzlich weitere Antriebskühlungskomponenten 22, 52, 54, 56 des Antriebskühlungssystems 12 aufweisen. Das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul 10 könnte zusätzlich weitere Batterietemperierungskomponenten 24, 26, 28, 30 eines Batterietemperierungssystems 32 des Fahrzeugs 16 aufweisen. Das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul 10 könnte zusätzlich weitere Fahrgastraumtemperierungskomponenten 34, 36 eines Fahrgastraumtemperierungssystems 38 des Fahrzeugs 16 aufweisen.
Das vorintegrierte Ölkühlungsmodul 10 ist modulartig aufgebaut. Das vorintegrierte Ölkühlungsmodul 10 ist modular aufgebaut. Das vorintegrierte Ölkühlungsmodul 10 könnte jede beliebige Kombination der Antriebskühlungskomponenten 18, 20 und/oder der weiteren Antriebskühlungskomponenten 22, 52, 54, 56 und/oder der Batterietemperierungskomponenten 24, 26, 30, 32 und/oder der Fahrgastraumtemperierungskomponenten 34, 36 umfassen. Ferner könnte das vorintegrierte Ölkühlungsmodul 10 zusätzliche Antriebskühlungskomponenten und/oder zusätzliche Batterietemperierungskomponenten und/oder zusätzliche Fahrgastraumtemperierungskomponenten umfassen. Es ist sogar denkbar, dass das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul 10 zusätzliche zu dem Antriebskühlungssystem 12, dem Batterietemperierungssystem 32 und dem Fahrgastraumtemperierungssystem 38 hinzukommende Kühlsysteme und/oder Temperierungssysteme umfasst.
Figur 3 zeigt beispielhaft ein Blockdiagramm von einer der Ausführungen 62 des vorintegrierten Ölkühlungs-Moduls 10. Die in der Figur 3 gezeigte Ausführung 62 von dem vorintegrierten Ölkühlungs-Modul umfasst das Antriebskühlungssystem 12 und das Batterietemperierungssystem 32 und das Fahrgastraumtemperierungssystem 38. Eine der weiteren Antriebskühlungskomponenten 22 ist als eine von der Ölpumpe verschiedene Kühlflüssigkeitspumpe des Antriebskühlungssystems 12 ausgebildet. Die Kühlflüssigkeitspumpe ist als eine elektrisch angetriebene Kühlflüssigkeitspumpe ausgebildet. Die Kühlflüssigkeitspumpe ist automatisch steuer- und/oder regelbar ausgebildet. Die Kühlflüssigkeitspumpe stellt einen Kühlvolumenstrom bereit. Eine der weiteren Antriebskühlungskomponenten 52 ist als ein Kühlflüssigkeitstank ausgebildet. Der Kühlflüssigkeitstank weist eine Kammer auf. Alternativ könnte der Kühlflüssigkeitstank mehrere Kammern aufweisen. Alternativ könnte der Kühlflüssigkeitstank für einen jeden Kühlkreislauf eine Kammer aufweisen. Der Kühlflüssigkeitstank ist dazu vorgesehen, überschüssige Kühlflüssigkeit aus einem Antriebskühlungskreislauf des Antriebskühlungssystems 12 aufzunehmen. Der Kühlflüssigkeitstank ist dazu vorgesehen, Kühlflüssigkeit für den Antriebskühlungskreislauf bereitzustellen. Der Kühlflüssigkeitstank ist als eine Art Puffer für das Antriebskühlungssystem 12 eingerichtet. Eine der weiteren Antriebskühlungskomponenten 54 ist als ein Kühlflüssigkeitsradiator ausgebildet. Der Kühlflüssigkeitsradiator ist dazu eingerichtet, Wärme von der Kühlflüssigkeit abzuführen. Es ist auch denkbar, dass das vorintegrierte Öl- kühlungs-Modul 10 ohne Tank ausgebildet ist. Hierzu können die aktiven Komponenten beispielsweise in einem Manifold 44 von dem vorintegrierten Ölkühlungs- Modul 10 zusammengefasst werden. Der Kühlflüssigkeitsradiator ist als ein Kühler ausgebildet. Der Kühler ist als ein Luftkühler ausgebildet. Alternativ könnte der Kühler auch als ein Wärmetauscher ausgebildet sein, welcher die Wärme von der Kühlflüssigkeit an ein weiteres Trägerfluid überträgt. Eine der weiteren Antriebskühlungskomponenten 56 ist als ein Bypass-Ventil ausgebildet. Das Bypass-Ventil ist zu einem wahlweisen Zu- und Abschalten des Kühlflüssigkeitsradiators ausgebildet. Beispielsweise könnte der Kühlflüssigkeitsradiator zugeschaltet sein, wenn der Antrieb unter Volllast läuft und temporär zusätzliche Kühlung benötigt.
Eine der Batterietemperierungskomponenten 26 ist als eine Kühlflüssigkeitspumpe des Batterietemperierungssystems 32 ausgebildet. Die Kühlflüssigkeitspumpe ist als eine elektrisch angetriebene Kühlflüssigkeitspumpe ausgebildet. Die Kühlflüssigkeitspumpe ist automatisch steuer- und/oder regelbar ausgebildet. Die Kühlflüssigkeitspumpe stellt einen Kühlvolumenstrom bereit. Die Kühlflüssigkeitspumpe des Batterietemperierungssystems 32 ist baugleich mit der Kühlflüssigkeitspumpe des Antriebskühlungssystems 12. Die Kühlflüssigkeitspumpe des Batterietemperierungssystems 32 ist zu einer Umwälzung einer Kühlflüssigkeit eines Batterietemperierungskreislaufs des Batterietemperierungssystems 32 eingerichtet. Eine der Batterietemperierungskomponenten 28 ist als ein Antriebsbatterie-Heizelement ausgebildet. Das Antriebsbatterie-Heizelement ist dazu eingerichtet, die Antriebsbatterie zu heizen. Beispielsweise könnte das Antriebsbatterie-Heizelement bei einem Start des Fahrzeugs 16 und/oder bei tiefen Temperaturen eine Antriebsbatterie 58 und/oder weitere Batterien heizen. Das Antriebsbatterie-Heizelement ist als ein Heizelement mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC-Heizelement) ausgebildet. Das Antriebsbatterie-Heizelement könnte auch als ein vergleichbares elektrisches Heizelement, wie beispielsweise ein Heizdraht, ausgebildet sein. Eine der Batterietemperierungskomponenten 24 ist als ein Kühlflüssigkeits-Wärmetauscher ausgebildet. Der Kühlflüssigkeits-Wärme- tauscher ist zur Abführung einer von der Antriebsbatterie 58 des Fahrzeugs 16 erzeugten Wärme ausgebildet. Das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul 10 weist eine Kältekreislaufkomponente 40 eines separaten Kältekreislaufs 42 auf. Die Kältekreislaufkomponente 40 ist als ein Kältemittel- Expansionsventil des separaten Kältekreislaufs 42 ausgebildet. Das Kältemittel- Expansionsventil ist zu einer Steuerung/Regelung einer Temperatur von einem Kältemittel des Kältekreislaufs 42 eingerichtet. Der Kühlflüssigkeits-Wärmetauscher des Batterietemperierungssystems 38 ist dazu eingerichtet, die Wärme von einer Kühlflüssigkeit eines Batterietemperierungskreislaufs von dem Batterietemperierungssystem 38 an das Kältemittel des Kältekreislaufs 42 zu übertragen.
Eine der Fahrgastraumtemperierungskomponenten 34 ist als ein Fahrgastraum- Heizelement ausgebildet. Das Fahrgastraum-Heizelement ist als ein Heizelement mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC-Heizelement) ausgebildet. Das Fahrgastraum-Heizelement könnte auch als ein vergleichbares elektrisches Heizelement, wie beispielsweise ein Heizdraht, ausgebildet sein. Das Fahrgasraum- Heizelement ist baugleich mit dem Antriebsbatterie-Heizelement ausgebildet. Eine der Fahrgastraumtemperierungskomponenten 36 ist als eine Kühlflüssigkeitspumpe des Fahrgastraumtemperierungssystems 38 ausgebildet. Die Kühlflüssigkeitspumpe ist als eine elektrisch angetriebene Kühlflüssigkeitspumpe ausgebildet. Die Kühlflüssigkeitspumpe ist automatisch steuer- und/oder regelbar ausgebildet. Die Kühlflüssigkeitspumpe stellt einen Kühlvolumenstrom bereit. Die Kühlflüssigkeitspumpe des Fahrgastraumtemperierungssystems 38 ist baugleich mit der Kühlflüssigkeitspumpe des Antriebskühlungssystems 12 ausgebildet. Die Kühlflüssigkeitspumpe des Fahrgastraumtemperierungssystems 38 ist zu einer Umwälzung einer Kühlflüssigkeit eines Fahrgastraumtemperierungskreislaufs 68 des Fahrgastraumtemperierungssystems 38 eingerichtet. Eine der Fahrgastraumtemperierungskomponenten 60 ist als ein Fahrgastraum-Wärmetauscher ausgebildet. Der Fahrgastraum-Wärmetauscher ist dazu vorgesehen, die Wärme der Kühlflüssigkeit des Fahrgastraumtemperierungssystems 38 an eine Luft eines Fahrgastraums abzugeben.
Das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul 10 weist zwei Verknüpfungsventile 50, 50‘ auf. Das Verknüpfungsventil 50, 50‘ ist als ein 3-Wege-Ventil ausgebildet. Das Verknüpfungsventil 50 ist dazu vorgesehen, einen Antriebskühlungskreislauf 64 des Antriebskühlungssystems 12 mit einem Batterietemperierungskreislauf 66 eines Batterietemperierungssystems 32 fluidisch zu verbinden. Das Verknüpfungsventil 50‘ ist dazu vorgesehen, den Batterietemperierungskreislauf 66 mit dem Fahrgastraumtemperierungskreislauf 68 fluidisch zu verbinden. Das Verknüpfungsventil 50, 50‘ ist zu einem wahlweisen und automatischen Verbinden oder Trennen von zwei oder drei Kühlmittelkreisläufen eingerichtet. Mit dem Verknüpfungsventil 50 kann beispielsweise der Antriebskühlungskreislauf 64 mit dem Batterietemperierungskreislauf 66 und/oder mit dem Fahrgastraumtemperierungskreislauf 68 verbunden und/oder getrennt werden. Alternativ könnte das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul 10 auch nur ein Verknüpfungsventil 50 aufweisen, welches als 5/2-Wege-Ventil ausgebildet ist. Das 5/2-Wege-Ventil könnte dazu eingerichtet sein, die Kreisläufe von dem Antriebssystem und dem Batterietemperierungssystem und dem Fahrgastraumtemperierungssystem wahlweise automatisch zu verbinden und zu trennen. Das Verknüpfungsventil 50, 50‘ ist dazu eingerichtet, eine Reihenschaltung oder Parallelschaltung der drei Kreisläufe zu schalten. Beispielsweise kann jeder der drei Kreisläufe autark und/oder unabhängig voneinander betreibbar ausgebildet sein. Beispielsweise können zwei der drei Kreisläufe in Reihe verschaltet sein. Beispielsweise können alle drei Kreise in Reihe verschaltet sein. Das Verknüpfungsventil ist elektrisch steuerbar/regelbar ausgebildet.
Das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul 10 weist ein Manifold 44 auf. Das Manifold 44 weist eine Leitung eines Antriebskühlungskreislaufs 64 auf. Das Manifold 44 weist eine Leitung des Batterietemperierungskreislaufs 66 auf. Das Manifold 44 weist eine Leitung des Fahrgastraumtemperierungskreislaufs 68 auf. Das Manifold 44 könnte auch mehrere Leitungen und/oder Rohre und/oder Kanäle aufweisen. Das Manifold 44 bildet teilweise ein Gehäuse von dem vorintegrierten Öl- kühlungs-Modul 10 aus. Durch den Einsatz eines einzigen Gehäuses entfällt die Notwendigkeit einer zusätzlichen mechanischen und hydraulischen Schnittstelle. Zum Beispiel kann die Anzahl der Kühlmittelanschlüsse für den konventionellen Ansatz, der nur einzelne Komponenten umfasst, durch eine der Ausführungen 62 von 31 von 25 auf 7 reduziert werden, (vgl. Fig. 2). Beispielsweise werden auch weniger Hilfselemente, wie beispielsweise Haltern, Klammern und Dichtungen benötigt, wodurch das Risiko von Leckagen sinkt.
Das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul 10 weist einen Sensor 46 auf. Der Sensor 46 ist dazu eingerichtet, eine Temperatur und/oder einen Druck einer der Antriebskühlungskomponenten 18, 20, 22, 52, 54, 56 und einer der Batterietemperierungskomponenten 24, 26, 28, 30 und einer der Fahrgastraumtemperierungskomponenten 34, 36 zu erfassen. Es ist auch denkbar, dass der Sensor nur an einzelnen Komponenten einen Druck und/oder eine Temperatur erfasst. Der Sensor erfasst die Temperatur und/oder den Druck innerhalb der Leitung des Antriebskühlungskreislaufs 64 und dem Batterietemperierungskreislauf 66 und dem Fahrgastraumtemperierungskreislauf 68. Der Sensor könnte auch dazu eingerichtet sein, eine Feuchtigkeit und/oder einen Glykolgehalt des Kühlmittels und/oder eine Durchflussmenge und/oder einen dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Parameter zu erfassen.
Das vorintegrierte Ölkühlungs-Modul 10 weist eine zentrale Energie- und Datenübertragungsschnittstelle 48 auf. Die Energie- und Datenübertragungsschnittstelle 48 ist dazu eingerichtet, eine modulintegrierte Antriebskühlungskomponente 18, 20, 22, 52, 54, 56 und eine modulintegrierte Batterietemperierungskomponente 24, 26, 28, 30 und eine modulintegrierte Fahrgastraumtemperierungskomponente 34, 36 und das modulintegrierte Verknüpfungsventil 50 und den modulintegrierten Sensor 46 mit elektrischer Energie zu versorgen und/oder mit einer Datenverbindung auszustatten. Die Datenschnittstelle 48 ist zu einer Verbindung mit dem Steuergerät von dem Fahrzeug 16 eingerichtet. Die Energieschnittstelle 48 ist zu einer Verbindung mit der Antriebsbatterie eingerichtet. Die Energie- und Datenschnittstelle 48 ist so integriert, dass sie durch die Kühlflüssigkeit von dem Antriebskühlungskreislauf 64 und/oder dem Batterietemperierungskreislauf 66 und/oder dem Fahrgastraumtemperierungskreislauf 68 mit gekühlt ist.

Claims

Ansprüche
1. Vorintegriertes Ölkühlungs-Modul (10) zumindest für ein Antriebskühlungssystem (12) zu einer Kühlung einer Antriebseinheit (14), insbesondere einer elektrischen Antriebseinheit (Electrical Drive Unit - EDU), unter Verwendung von Öl als Wärmeträger eines, insbesondere batterie- und/oder brennstoffzellenbetriebenen, Fahrzeugs (16), aufweisend zumindest eine Antriebskühlungskomponente (18, 20), welche als Ölpumpe zumindest zu einer Umwälzung des Wärmeträgers und/oder als ein Öl-Wärmetauscher zu einer Abführung einer durch den Wärmeträger von der Antriebseinheit (14) aufgenommenen Wärme ausgebildet ist, und aufweisend zumindest eine weitere Antriebskühlungskomponente (22, 52, 54, 56) des Antriebskühlungssystems (12) und/oder zumindest eine Batterietemperierungskomponente (24, 26, 28, 30) eines Batterietemperierungssystems (32) des Fahrzeugs (16) und/oder zumindest eine Fahrgastraumtemperierungskomponente (34, 36) eines Fahrgastraumtemperierungssystems (38) des Fahrzeugs (16).
2. Vorintegriertes Ölkühlungs-Modul (10) nach Anspruch 1, aufweisend zumindest drei Antriebskühlungskomponenten (18, 20, 22, 52, 54, 56) des Antriebskühlungssystems (12) und/oder zumindest zwei Batterietemperierungskomponenten (24, 26, 30, 32) des Batterietemperierungssystems (32) des Fahrzeugs (16) und/oder zumindest zwei Fahrgastraumtemperierungskomponenten (34, 36) des Fahrgastraumtemperierungssystems (38) des Fahrzeugs (16).
3. Vorintegriertes Ölkühlungs-Modul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Antriebskühlungskomponente (22, 52, 54, 56) als eine von der Ölpumpe verschiedene Kühlflüssigkeitspumpe des Antriebskühlungssystems (12), als ein Kühlflüssigkeitstank, als ein Kühlflüssigkeitsradiator oder als ein Bypass-Ventil zu einem wahlweisen Zu- und Abschalten des Kühlflüssigkeitsradiators ausgebildet ist. Vorintegriertes Ölkühlungs-Modul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterietemperierungskomponenten (24, 26, 28, 30) als ein Kühlflüssigkeits-Wärmetauscher zur Abführung einer von einer Antriebsbatterie des Fahrzeugs (16) erzeugten Wärme, als eine Kühlflüssigkeitspumpe des Batterietemperierungssystems (32), oder als ein Antriebsbatterie- Heizelement ausgebildet sind. Vorintegriertes Ölkühlungs-Modul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrgastraumtemperierungskomponenten (34, 36) als ein Fahrgastraum-Heizelement oder als eine Kühlflüssigkeitspumpe des Fahrgastraumtemperierungssystems (38) ausbildet sind. Vorintegriertes Ölkühlungs-Modul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend zumindest eine Kältekreislaufkomponente (40) eines separaten Kältekreislaufs (42), beispielsweise ein Kältemittel- Expansionsventil des separaten Kältekreislaufs (42). Vorintegriertes Ölkühlungs-Modul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend zumindest ein Verknüpfungsventil (50) zu einem wahlweisen Verbinden oder Trennen von zumindest zwei Kühlmittelkreisläufen des Antriebskühlungssystems (12), des Batterietemperierungssystems (32) und/oder des Fahrgastraumtemperierungssystems (38). Vorintegriertes Ölkühlungs-Modul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend ein Manifold (44), welches zumindest eine Leitung eines Antriebskühlungskreislaufs (64) des Antriebskühlungssystems (12), zumindest eine Leitung eines Batterietemperierungskreislaufs (66) des Batterietemperierungssystems (32) und/oder zumindest eine Leitung eines Fahrgastraumtemperierungskreislaufs (68) des Fahrgastraumtemperierungssystems (38) umfasst. Vorintegriertes Ölkühlungs-Modul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend zumindest einen Sensor (46), welcher insbesondere dazu eingerichtet ist, zumindest eine Temperatur und/oder einen Druck einer der Antriebskühlungskomponenten (18, 20, 22, 52, 54, 56), einer der Batterietemperierungskomponenten (24, 26, 28, 30), einer der Fahrgastraumtemperierungskomponenten (34, 36) und/oder innerhalb einer Leitung eines Kühlkreislaufs zu erfassen. Vorintegriertes Ölkühlungs-Modul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend einen zentrale Energie- und/oder Datenübertragungsschnittstelle (48), welche insbesondere dazu eingerichtet ist, zumindest eine modulintegrierte Antriebskühlungskomponente (18, 20, 22, 52, 54, 56), zumindest eine modulintegrierte Batterietemperierungskomponente (24, 26, 28, 30), zumindest eine modulintegrierte Fahrgastraumtemperierungskomponente (34, 36), zumindest ein modulintegriertes Verknüpfungsventil (50) zum wahlweisen Verbinden oder Trennen von zumindest zwei Kühlmittelkreisläufen und/oder zumindest einen modulintegrierten Sensor (46) mit elektrischer Energie zu versorgen und/oder mit einer Datenverbindung auszustatten. Fahrzeug (16), insbesondere batterie- und/oder brennstoffzellenbetriebenes Fahrzeug (16), mit einem vorintegrierten Ölkühlungs-Modul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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