DE102018112057A1 - Cooling circuit for the direct cooling of live parts of electrical components of a vehicle with coolant - Google Patents

Cooling circuit for the direct cooling of live parts of electrical components of a vehicle with coolant Download PDF

Info

Publication number
DE102018112057A1
DE102018112057A1 DE102018112057.5A DE102018112057A DE102018112057A1 DE 102018112057 A1 DE102018112057 A1 DE 102018112057A1 DE 102018112057 A DE102018112057 A DE 102018112057A DE 102018112057 A1 DE102018112057 A1 DE 102018112057A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling
electrical components
cooling circuit
coolant
cooling liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018112057.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Martin Füchtner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Priority to DE102018112057.5A priority Critical patent/DE102018112057A1/en
Publication of DE102018112057A1 publication Critical patent/DE102018112057A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkreislauf (10) für die direkte Kühlung von spannungsführenden Bauteilen elektrischer Komponenten (20) eines Fahrzeugs mit Kühlflüssigkeit (KF), aufweisend einen Ausgleichsbehälter (30) mit einem Ausgleichsvolumen (32) mit Kühlflüssigkeit (KF), eine Pumpvorrichtung (40) zum Erzeugen eines Volumenstroms der Kühlflüssigkeit (KF) und wenigstens zwei elektrische Komponenten (20), welche direkt kontaktierend von dem Volumenstrom der Kühlflüssigkeit (KF) durchströmt werden, weiter aufweisend zumindest einen Kühler (50) zur Kühlung der Kühlflüssigkeit (KF), wobei der Ausgleichsbehälter (30), die Pumpvorrichtung (40), die elektrischen Komponenten (20) und der zumindest eine Kühler (50) miteinander fluidkommunizierend über Kühlflüssigkeitsleitungen (60) verbunden sind.

Figure DE102018112057A1_0000
The present invention relates to a cooling circuit (10) for the direct cooling of live components of electrical components (20) of a vehicle with coolant (KF), comprising a surge tank (30) with a compensation volume (32) with coolant (KF), a pump device ( 40) for generating a volume flow of the cooling liquid (KF) and at least two electrical components (20), which are directly contacted by the volume flow of the cooling liquid (KF), further comprising at least one cooler (50) for cooling the cooling liquid (KF), wherein the surge tank (30), the pumping device (40), the electrical components (20) and the at least one radiator (50) are fluidly communicated with each other via cooling fluid conduits (60).
Figure DE102018112057A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlkreislauf für die direkte Kühlung von spannungsführenden Bauteilen elektrischer Komponenten eines Fahrzeugs mit Kühlflüssigkeit sowie ein Verfahren für die direkte Kühlung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs.The present invention relates to a cooling circuit for the direct cooling of live components of electrical components of a vehicle with coolant and a method for the direct cooling of electrical components of a vehicle.

Es ist bekannt, dass elektrische Komponenten von Fahrzeugen, insbesondere sogenannte Hochvoltkomponenten, gekühlt werden müssen. Bei bekannten Lösungen erfolgt dies üblicherweise mit einer direkten Luftkühlung oder einer indirekten Wasserkühlung, welche anschließend über mehrere Kühlkreisläufe die Wärme an die Umgebung abtragen kann. Dabei erfolgt in den bekannten Umsetzungen mit Wasser als Kühlmedium eine indirekte Kühlung, also zum Beispiel die Kühlung der Außenseite eines Gehäuses einer entsprechenden elektrischen Komponente.It is known that electrical components of vehicles, in particular so-called high-voltage components, must be cooled. In known solutions, this is usually done with a direct air cooling or indirect water cooling, which can then dissipate the heat to the environment over several cooling circuits. Here, in the known reactions with water as the cooling medium, an indirect cooling, so for example, the cooling of the outside of a housing of a corresponding electrical component.

Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass diese ein relativ hohes Gewicht durch das notwendige Kühlmittel sowie die entsprechenden technischen Komponenten für den Kühlkreislauf mit sich bringen. Ein weiterer Nachteil sind die thermische Trägheit und die thermischen Widerstände eines solchen Systems, da die Wärme in indirekter Weise außerhalb der elektrischen Komponenten erst aufgenommen und abgetragen werden kann. Um diese Aufnahme der Wärme zur Verfügung zu stellen, muss diese zuerst den thermischen Widerstand der mechanischen Einbauten des Gehäuses oder anderer Bauteile der elektrischen Komponenten überwinden. Insbesondere bei thermisch sensitiven elektrischen Komponenten kann dies zu deutlich größeren notwendigen Kühlkreisläufen mit größeren Kühlflächen und einer größeren Menge an Kühlfluid führen durch das notwendige niedrigere spezifische Kühlmitteltemperaturniveau.A disadvantage of the known solutions is that they bring a relatively high weight by the necessary coolant and the corresponding technical components for the cooling circuit with it. Another disadvantage is the thermal inertia and the thermal resistances of such a system, since the heat can be absorbed and removed in an indirect manner outside the electrical components. To provide this heat uptake, it must first overcome the thermal resistance of the mechanical components of the housing or other components of the electrical components. Especially with thermally sensitive electrical components, this can lead to much larger necessary cooling circuits with larger cooling surfaces and a larger amount of cooling fluid by the necessary lower specific coolant temperature level.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Kühlleistung eines Kühlkreislaufs zu verbessern.It is an object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages described above. In particular, it is the object of the present invention to improve the cooling performance of a cooling circuit in a cost-effective and simple manner.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch einen Kühlkreislauf mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kühlkreislauf beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The above object is achieved by a cooling circuit having the features of claim 1 and a method having the features of claim 9. Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the cooling circuit according to the invention, of course, also in connection with the inventive method and in each case vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is or may be.

Erfindungsgemäß dient ein Kühlkreislauf der Kühlung von spannungsführenden Bauteilen elektrischer Komponenten eines Fahrzeugs mit Kühlflüssigkeit. Hierfür weist der Kühlkreislauf einen Ausgleichsbehälter auf mit einem Ausgleichsvolumen mit Kühlflüssigkeit. Darüber hinaus ist der Kühlkreislauf mit einer Pumpvorrichtung ausgestattet, insbesondere in Form einer Tandempumpe oder einer Stufenpumpe, zum Erzeugen eines Volumenstroms der Kühlflüssigkeit. In den Kühlkreislauf sind weiter wenigstens zwei elektrische Komponenten eingebunden, welche direkt kontaktierend von dem Volumenstrom der Kühlflüssigkeit durchströmt werden. Weiter weist der Kühlkreislauf zumindest einen Kühler zur Kühlung der Kühlflüssigkeit auf. Der Ausgleichsbehälter, die Pumpvorrichtung, die elektrischen Komponenten und der zumindest eine Kühler stehen miteinander über Kühlflüssigkeitsleitung in fluidkommunizierender Verbindung.According to the invention, a cooling circuit is used to cool live parts of electrical components of a vehicle with coolant. For this purpose, the cooling circuit to a surge tank with a compensation volume with coolant. In addition, the cooling circuit is equipped with a pumping device, in particular in the form of a tandem pump or a stage pump, for generating a volume flow of the cooling liquid. In the cooling circuit further at least two electrical components are integrated, which are directly contacted by the flow of the cooling liquid flowing through. Furthermore, the cooling circuit has at least one cooler for cooling the cooling liquid. The surge tank, the pumping device, the electrical components and the at least one cooler are in fluid communication with each other via coolant line.

Ein erfindungsgemäßer Kühlkreislauf bindet also die elektrischen Komponenten in direkter Weise in die Kühlung mit ein. Unter elektrischen Komponenten sind im vorliegenden Fall insbesondere sogenannte Hochvoltkomponenten des Fahrzeugs zu verstehen. Darunter können auch Energiespeichervorrichtungen, wie zum Beispiel Batterievorrichtungen, verstanden werden. Jedoch sind auch Steuereinheiten, Relais oder andere elektronische Bauteile in Form von elektrischen Komponenten im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar.An inventive cooling circuit thus binds the electrical components in a direct manner in the cooling with. In the present case, electrical components are to be understood in particular as so-called high-voltage components of the vehicle. This can also be understood as energy storage devices, such as battery devices. However, control units, relays or other electronic components in the form of electrical components in the context of the present invention are conceivable.

Ein entscheidender Vorteil wird in erfindungsgemäßer Weise dadurch erzielt, dass nun eine direkte Einbindung dieser elektrischen Komponenten in den Kühlkreislauf eine direkte Kontaktierung mit der Kühlflüssigkeit ermöglicht. Hierfür ist die Kühlflüssigkeit vorzugsweise in elektrisch isolierender Weise ausgebildet, so dass eine elektrisch isolierende Kühlflüssigkeit auch eine direkte Kontaktierung ohne die Gefahr eines Kurzschlusses für die elektrischen Komponenten zur Verfügung stellen kann. Die elektrisch isolierende Ausbildung ist insbesondere auch durch die Kühlflüssigkeitsleitungen gegeben, so dass die isolierende Wirkung durch die Kühlflüssigkeit einen elektrischen Bypass bzw. einen elektrischen Kurzschluss zwischen den einzelnen elektrischen Komponenten unterbinden kann. Ein elektrisch isolierendes Gas bzw. eine Zweiphasen-Kühlung ist ebenfalls denkbar.A decisive advantage is achieved according to the invention in that now allows a direct integration of these electrical components in the cooling circuit direct contact with the cooling liquid. For this purpose, the cooling liquid is preferably formed in an electrically insulating manner, so that an electrically insulating cooling liquid can also provide a direct contact without the risk of a short circuit for the electrical components available. The electrically insulating formation is given in particular by the cooling liquid lines, so that the insulating effect by the cooling liquid can prevent an electrical bypass or an electrical short circuit between the individual electrical components. An electrically insulating gas or a two-phase cooling is also conceivable.

Um die Kühlung in erfindungsgemäßer Weise zu gewährleisten, wird die Kühlflüssigkeit durch den Ausgleichsbehälter mit dem Ausgleichsvolumen zur Verfügung gestellt. In diesem Ausgleichsvolumen befindet sich die Kühlflüssigkeit sozusagen gelagert und kann von dort Verluste an Kühlflüssigkeit ausgleichen. Um eine Zwangskonvektion der Kühlflüssigkeit durch den Kühlkreislauf zu gewährleisten, ist eine Pumpvorrichtung vorgesehen, welche insbesondere parallel zum Ausgleichsvolumen des Ausgleichsbehälters geschaltet ist. Wird die Pumpvorrichtung betrieben, erzeugt diese per Zwangskonvektion einen Volumenstrom an Kühlflüssigkeit, welcher in serieller und/oder paralleler Verschaltung die einzelnen elektrischen Komponenten in direkter Kontaktierung durchströmt. Die einzelnen Bauteile sind dabei durch Kühlflüssigkeitsleitungen miteinander verbunden, welche zum Beispiel als Kühlflüssigkeitsschläuche ausgebildet sein können.In order to ensure the cooling in accordance with the invention, the cooling liquid is provided by the expansion tank with the compensation volume. In this compensating volume, the cooling liquid is stored as it were and can from there losses of cooling liquid compensate. In order to ensure a forced convection of the cooling liquid through the cooling circuit, a pump device is provided, which is connected in particular parallel to the compensating volume of the expansion tank. If the pump device is operated, this generates by forced convection a volume flow of cooling liquid, which flows through the individual electrical components in direct contact in serial and / or parallel connection. The individual components are connected to each other by coolant lines, which may be formed, for example, as cooling liquid hoses.

Ein entscheidender Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die direkte Kühlung, die es nun erlaubt, die Wärme mit der Kühlflüssigkeit direkt am Entstehungsort dieser Wärme aufzunehmen. Erhitzt sich beispielsweise eine elektrische Komponente beim Betrieb bzw. unter Bestromung, so kann die direkte Kontaktierung dieser sich aufheizenden Komponente mit der Kühlflüssigkeit dazu führen, dass die Kühlflüssigkeit diese Wärme an dem Entstehungsort aufnimmt und durch die Zwangskonvektion mit dem Volumenstrom durch die Pumpvorrichtung abtransportiert. Im Gegensatz zu den bekannten Lösungen muss hier keine thermische Trägheit mehr berücksichtigt bzw. überwunden werden, welche durch das außenliegende Gehäuse der entsprechenden elektrischen Komponente zur Verfügung gestellt ist.A decisive advantage of the present invention is the direct cooling, which now allows to absorb the heat with the coolant directly at the origin of this heat. If, for example, an electrical component heats up during operation or under energization, the direct contacting of this heating component with the cooling liquid can lead to the cooling liquid picking up this heat at the point of origin and transporting it away through the pumping device by the forced convection with the volume flow. In contrast to the known solutions no thermal inertia must be considered or overcome here, which is provided by the outer housing of the corresponding electrical component.

Um den Kühlkreislauf über längere Zeit betreiben zu können, ist ein Kühler vorgesehen, welcher die Kühlflüssigkeit nach Aufnahme der Wärme wieder abkühlt. Dieser Kühler kann, wie dies später noch erläutert wird, zum Beispiel durch die Kühlvorrichtung des Fahrzeugs, den sogenannten Luftkühler bzw. Motorkühler, zur Verfügung gestellt sein. Bei dem Kühler kann es sich um eine Wärmetauschervorrichtung handeln, welche in der Lage ist, die Kühlflüssigkeit für die gewünschte Kühlleistung abzukühlen und damit für die Aufnahme von Wärme von den elektrischen Komponenten vorzubereiten.In order to operate the cooling circuit for a long time, a cooler is provided, which cools the cooling liquid after receiving the heat again. This cooler can, as will be explained later, for example, by the cooling device of the vehicle, the so-called air cooler or engine radiator, be provided. The cooler may be a heat exchange device which is capable of cooling the cooling liquid for the desired cooling performance and thereby preparing for the absorption of heat from the electrical components.

Insbesondere ist dabei die Kühlvorrichtung an einer Stelle im Kühlkreislauf angeordnet, welche es erlaubt, die maximale Kühlung der Kühlflüssigkeit vor dem Erreichen der elektrischen Komponenten zur Verfügung zu stellen. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass innerhalb des Kühlkreislaufes auch zwei oder mehr solcher Kühler oder Einzelteilkühler vorgesehen sind, um auch eine Zwischenkühlung zwischen dem Durchströmen hintereinander geschalteter elektrischer Komponenten zur Verfügung stellen zu können.In particular, the cooling device is arranged at a point in the cooling circuit, which makes it possible to provide the maximum cooling of the cooling liquid before reaching the electrical components. Of course, it is also conceivable that within the cooling circuit, two or more such radiator or component radiator are provided in order to provide an intermediate cooling between the passage of electrical components connected in series.

Ein erfindungsgemäßer Kühlkreislauf bringt insbesondere dann Vorteile mit sich, wenn die elektrischen Komponenten, welche direkt kontaktierend von der Kühlflüssigkeit durchströmt werden, unterschiedliche Ausgestaltungsformen aufweisen. Darunter ist zu verstehen, dass eine direkte Kühlung mit einer direkten Kontaktierung für unterschiedliche elektrische Komponenten, insbesondere für eine Vielzahl oder sogar alle elektrischen Komponenten des Fahrzeugs gewährleistet werden kann. Separate Kühlkreisläufe für separate elektrische Komponenten können auf diese Weise vermieden werden, so dass die Komplexität des Gesamtsystems des Fahrzeugs durch einen einzigen und für alle wirksamen Kühlkreislauf deutlich reduziert werden kann. Auch das Gewicht und der notwendige Bauraum für einen solchen Kühlkreislauf wird deutlich reduziert im Vergleich zu den bekannten Lösungen.A cooling circuit according to the invention brings advantages in particular when the electrical components, which are directly contacted by the cooling liquid, have different configurations. By this is meant that a direct cooling can be ensured with a direct contact for different electrical components, in particular for a large number or even all electrical components of the vehicle. Separate cooling circuits for separate electrical components can be avoided in this way, so that the complexity of the entire system of the vehicle can be significantly reduced by a single and effective for all cooling circuit. The weight and the necessary space for such a cooling circuit is significantly reduced compared to the known solutions.

Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kühlkreislauf zumindest eine Abscheidervorrichtung über die Kühlflüssigkeitsleitungen fluidkommunizierend verbunden ist für eine Abscheidung von Verunreinigungen aus der Kühlflüssigkeit. Insbesondere ist diese Abscheidervorrichtung stromabwärts der Pumpvorrichtung und stromaufwärts zumindest einer der elektrischen Komponenten angeordnet. Eine Abscheidervorrichtung dient dazu, aus der Kühlflüssigkeit Verunreinigungen herauszufiltern bzw. abzuscheiden, welche insbesondere als kritische Verunreinigungen oder kritische Medien bzw. kritische Substanzen zu bezeichnen sind. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn diese Verunreinigungen die Leitfähigkeit der Kühlflüssigkeit verändern, insbesondere die elektrisch isolierende Wirkung der Kühlflüssigkeit reduzieren. In einem solchen Fall bestünde die Gefahr, dass ein Kurzschluss durch die elektrische Leitfähigkeit der Kühlflüssigkeit zwischen den einzelnen elektrischen Komponenten oder innerhalb einer elektrischen Komponente auftritt. Um dies zu vermeiden, kann, insbesondere wenn die Gefahr besteht, dass innerhalb der elektrischen Komponenten entsprechende elektrisch leitfähige Verunreinigungen mit dem Volumenstrom der Kühlflüssigkeit mittransportiert werden können, eine Abscheidervorrichtung diese mittransportierten Verunreinigungen wieder herausfiltern. Befindet sich innerhalb des Kühlkreislaufes insbesondere eine Batterievorrichtung, so kann dort ein austretender Elektrolyt eine solche kritische Substanz bzw. Verunreinigung darstellen. Um die Abscheidefunktionalität mit der Abscheidervorrichtung zu gewährleisten, kann diese als Filter, als chemischer und/oder als physikalischer Abscheider ausgebildet sein. Selbstverständlich sind auch unterschiedliche Abscheidervorrichtungen an unterschiedlichen Positionen des Kühlkreislaufes im Sinne der vorliegenden Erfindung einsetzbar. Bevorzugt kann eine elektrische Komponente als kritische elektrische Komponente definiert werden, wenn dort die Gefahr besteht, dass entsprechende Verunreinigungen in die Kühlflüssigkeit gelangen können. Das Anordnen einer Abscheidervorrichtung direkt anschließend an eine solche kritische elektrische Komponente verhindert es, dass möglicherweise eingetretene Verunreinigungen über einen größeren Teil des Kühlkreislaufes mit der Kühlflüssigkeit mittransportiert werden.It is likewise advantageous if, in a cooling circuit according to the invention, at least one separator device is connected in a manner that communicates in a fluid-communicating manner via the coolant lines for the purpose of separating impurities from the coolant. In particular, this separator device is arranged downstream of the pump device and upstream of at least one of the electrical components. A separator device serves to filter out or separate impurities from the cooling liquid, which are to be designated in particular as critical impurities or critical media or critical substances. This is the case in particular when these impurities change the conductivity of the cooling liquid, in particular reduce the electrically insulating effect of the cooling liquid. In such a case, there would be a risk that a short circuit would occur due to the electrical conductivity of the cooling liquid between the individual electrical components or within an electrical component. To avoid this, especially when there is the danger that corresponding electrically conductive impurities can be transported along with the volume flow of the cooling liquid within the electrical components, a separator device can filter out these impurities transported with it again. If a battery device is located within the cooling circuit, an escaping electrolyte can represent such a critical substance or impurity. In order to ensure the Abscheidefunktionalität with the Abscheidervorrichtung, this can be designed as a filter, as a chemical and / or as a physical separator. Of course, different separation devices at different positions of the cooling circuit in the context of the present invention can be used. Preferably, an electrical component can be defined as a critical electrical component, if there is the danger that corresponding impurities can get into the cooling liquid. Placing a separator device immediately adjacent to such a critical electrical component prevents it possibly occurring impurities are transported over a larger part of the cooling circuit with the cooling liquid.

Weitere Vorteile bringt es mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kühlkreislauf zumindest eine Entfeuchtungsvorrichtung über die Kühlflüssigkeitsleitungen fluidkommunizierend verbunden ist für eine Entfeuchtung der Kühlflüssigkeit, insbesondere stromabwärts der Pumpvorrichtung und stromaufwärts zumindest einer der elektrischen Komponenten. Eine Entfeuchtungsvorrichtung dient dazu, aus der Kühlflüssigkeit Wasser bzw. Feuchtigkeit herauszufiltern. Diese Entfeuchtung dient dazu, ebenfalls die elektrische Leitfähigkeit der Kühlflüssigkeit zu reduzieren bzw. unterhalb der elektrisch isolierenden Grenze zu halten. Somit kann die Entfeuchtungsvorrichtung in gleicher Weise betrieben und angeordnet werden, wie dies bereits mit Bezug auf die Abscheidervorrichtung erläutert worden ist. Auch die Entfeuchtungsvorrichtung ist somit Teil des Kühlkreislaufs und steht mit diesem in fluidkommunizierender Verbindung bzw. bildet die fluidkommunizierende Verbindung mit aus. Auch eine solche Entfeuchtungsvorrichtung ist vorzugsweise direkt stromaufwärts von sensitiven Komponenten oder direkt stromabwärts von wasserproduzierenden bzw. wasserhaltigen elektrischen Komponenten angeordnet, um die Wirkungsweise zu optimieren. Dies gilt vor allem dann, wenn ein Ausgleichsbehälter mit der Umgebungsluft kommuniziert.Further advantages are brought about when, in a cooling circuit according to the invention, at least one dehumidifying device is connected in a fluid-communicating manner via the cooling-fluid lines for dehumidifying the cooling fluid, in particular downstream of the pumping device and upstream of at least one of the electrical components. A dehumidifying device serves to filter out water or moisture from the cooling liquid. This dehumidification serves also to reduce the electrical conductivity of the cooling liquid or to keep below the electrically insulating boundary. Thus, the dehumidifying device can be operated and arranged in the same way as has already been explained with reference to the separator device. The dehumidifying device is thus part of the cooling circuit and communicates with it in a fluid-communicating connection or forms the fluid-communicating connection with it. Such a dehumidifying device is also preferably arranged directly upstream of sensitive components or directly downstream of water-containing electrical components in order to optimize the mode of action. This is especially true when a surge tank communicates with the ambient air.

Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kühlkreislauf die stromabwärts der Pumpvorrichtung angeordneten elektrischen Komponenten zumindest abschnittsweise nach wenigstens einem der folgenden Merkmale nacheinander angeordnet sind:

  • - aufsteigende Betriebstemperatur
  • - absteigende Sensibilität auf Verunreinigungen
  • - Aufsteigende Sensitivität gegenüber Druck der Kühlflüssigkeit
A further advantage can be achieved if, in a cooling circuit according to the invention, the electrical components arranged downstream of the pumping device are arranged one after the other according to at least one of the following features in succession:
  • - rising operating temperature
  • - decreasing sensitivity to contamination
  • - Increasing sensitivity to pressure of the coolant

Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Dadurch, dass nun die direkte Kontaktierung zwischen der Kühlflüssigkeit und den elektrischen Komponenten gewährleistet werden kann, kann in positiver Weise Einfluss genommen werden auf eine optimierte Anordnung hinsichtlich der Sensitivität der einzelnen elektrischen Komponenten. So kann bei der Durchströmungsrichtung der elektrischen Komponenten die Reihenfolge im Wesentlichen beliebig gewählt werden und somit eine optimierte Kühlleistung gewährleistet sein. Insbesondere bei einer zumindest partiell seriellen Anordnung und Verschaltung der einzelnen elektrischen Komponenten kann zum Beispiel die aufsteigende Betriebstemperatur ein solches Anordnungsmerkmal darstellen. Jedoch auch die absteigende Sensibilität auf Verunreinigungen kann hier vorgesehen sein. Selbstverständlich können diese beiden Merkmale oder auch mehrere Merkmale auch miteinander kombiniert werden bzw. insbesondere für alle elektrischen Komponenten eingesetzt werden. Selbstverständlich sind auch parallele Abschnitte alternativ oder zusätzlich zu seriellen Abschnitten für die Verschaltung der elektrischen Komponenten denkbar.The list above is a non-exhaustive list. The fact that now the direct contact between the cooling liquid and the electrical components can be ensured, can be positively influenced on an optimized arrangement with regard to the sensitivity of the individual electrical components. Thus, in the direction of flow of the electrical components, the sequence can be selected substantially arbitrarily, and thus an optimized cooling performance can be ensured. In particular, in the case of an at least partially serial arrangement and interconnection of the individual electrical components, for example, the rising operating temperature can represent such an arrangement feature. However, the decreasing sensitivity to contamination may also be provided here. Of course, these two features or even several features can also be combined with each other or used in particular for all electrical components. Of course, parallel sections as an alternative or in addition to serial sections for the interconnection of the electrical components are conceivable.

Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kühlkreislauf zumindest zwei der elektrischen Komponenten parallel zueinander angeordnet sind. Dies bedeutet, dass der Volumenstrom der Kühlflüssigkeit parallel aufgeteilt und anschließend wieder zusammengeführt wird. Auf diese Weise kann eine Crosskontamination zwischen diesen beiden wirksam vermieden werden. So sind auch in diesen einzelnen Armen der Aufteilung in dem parallelen Führungsabschnitt der elektrischen Komponenten entsprechende Abscheidervorrichtungen oder Entfeuchtungsvorrichtungen im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar.Another advantage can be achieved if, in a cooling circuit according to the invention, at least two of the electrical components are arranged parallel to one another. This means that the volume flow of the cooling liquid is split in parallel and then brought together again. In this way, cross-contamination between these two can be effectively avoided. Thus, in these individual arms of the division in the parallel guide portion of the electrical components corresponding Abscheidervorrichtungen or dehumidifying devices within the meaning of the present invention conceivable.

Weitere Vorteile bringt es mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kühlkreislauf der Kühler in einem ersten Kühlkreislauf mit einer ersten Pumpvorrichtung und einem ersten Ausgleichsbehälter mit einem ersten Kühlfluid angeordnet ist und die wenigstens zwei elektrischen Komponenten in einem zweiten Kühlkreislaufabschnitt mit einer zweiten Pumpvorrichtung und einem zweiten Ausgleichsbehälter mit der Kühlflüssigkeit angeordnet ist. Dabei steht der erste Kühlkreislaufabschnitt mit dem zweiten Kühlkreislaufabschnitt über einen Wärmetauscher in wärmeübertragendem Kontakt. Dies erlaubt es, die Vorteile einer Direktkühlung der elektrischen Komponenten mit einem verbesserten Abtragen der Wärme über den Kühler zur Verfügung stellen zu können. Insbesondere wenn es sich beim Kühler um die Kühlervorrichtung des Fahrzeugs handelt, kann das Kühlfluid des ersten Kühlkreislaufabschnitts an eine idealisierte bzw. optimierte Abtragung der Wärme am Kühler angepasst sein. Auf der anderen Seite wird im zweiten Kühlkreislaufabschnitt die Kühlflüssigkeit an ein idealisiertes bzw. optimiertes Aufnehmen der Wärme in direkter Kontaktierung mit den elektrischen Komponenten angepasst. Auch ist darauf hinzuweisen, dass das Kühlfluid des ersten Kühlkreislaufabschnitts in diesem Fall nicht mehr elektrisch isolierend ausgebildet sein muss, da hier der direkte Kontakt mit den elektrischen Komponenten vermieden wird. Somit kann die Kombination unterschiedlicher Vorteile zur Verfügung gestellt werden, welche die direkte kontaktierende Kühlung mit der indirekten Weiterleitung an den Kühler mit sich bringt.Further advantages are brought about when, in a cooling circuit according to the invention, the cooler is arranged in a first cooling circuit with a first pumping device and a first expansion tank with a first cooling fluid and the at least two electrical components in a second cooling circuit section with a second pumping device and a second expansion tank is arranged with the cooling liquid. In this case, the first cooling circuit section is connected to the second cooling circuit section via a heat exchanger in heat-transmitting contact. This makes it possible to provide the advantages of direct cooling of the electrical components with improved removal of heat via the cooler. In particular, if the radiator is the radiator device of the vehicle, the cooling fluid of the first cooling circuit section can be adapted to an idealized or optimized removal of the heat at the radiator. On the other hand, in the second cooling circuit section, the cooling liquid is adapted to an idealized or optimized absorption of the heat in direct contact with the electrical components. It should also be pointed out that the cooling fluid of the first cooling circuit section does not have to be designed to be electrically insulating in this case, since direct contact with the electrical components is avoided here. Thus, the combination of different advantages can be provided, which brings the direct contacting cooling with the indirect forwarding to the radiator with it.

Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kühlkreislauf der Wärmetauscher eine doppelte Dichtung und/oder einen Leckagespalt aufweist. Um eine Crosskontamination zwischen den beiden Kühlkreislaufabschnitten zu vermeiden, kann eine doppelte Dichtung vorgesehen sein, um das Risiko einer Leckage und eines Übertritts bei einer Leckage in den benachbarten Kühlkreislaufabschnitt zu vermeiden. Ist zwischen den einzelnen Abschnitten auch noch ein Leckagespalt angeordnet, so kann dieser austretendes Kühlfluid und/oder austretende Kühlflüssigkeit in einem Leckagefall aufnehmen und abführen, so dass auch hier insbesondere eine Crosskontamination von elektrisch leitfähigen Partikeln in die Kühlflüssigkeit hinein vermieden werden kann.In addition, it is advantageous if in a cooling circuit according to the invention the heat exchanger has a double seal and / or a Has leakage gap. In order to avoid cross-contamination between the two cooling circuit sections, a double seal may be provided to avoid the risk of leakage and leakage in the adjacent cooling circuit section. If a leakage gap is also arranged between the individual sections, then this exiting cooling fluid and / or exiting cooling fluid can absorb and dissipate in the event of a leak, so that cross-contamination of electrically conductive particles into the cooling fluid can also be avoided in this case.

Weitere Vorteile bringt es mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Kühlkreislauf der Kühler als Luftkühler des Fahrzeugs ausgebildet ist. Dieser Luftkühler kann auch als Hauptkühler oder Fahrzeugkühler des Fahrzeugs bezeichnet werden. Weist das Fahrzeug zum Beispiel einen Verbrennungsmotor für den Antrieb auf, so kann dieser Luftkühler bzw. Fahrzeugkühler als Hauptkühler für diesen Verbrennungsmotor vorgesehen sein. Weiter vorteilhaft ist die Verwendung einer Tandempumpe, insbesondere für die Ausführung mit zwei Kühlkreisläufen und unterschiedlichen Medien. Auch ist die Verwendung einer gemeinsamen elektrischen Maschine mit zwei Pumpköpfen denkbar. Dabei weist der Maschinenraum insbesondere einen Leckagespalt auf, um die unterschiedlichen Medien aufzufangen und insbesondere voneinander getrennt zu halten.Further advantages are brought about when, in a cooling circuit according to the invention, the radiator is designed as an air cooler of the vehicle. This air cooler may also be referred to as the main radiator or vehicle radiator of the vehicle. If the vehicle has, for example, an internal combustion engine for the drive, then this air cooler or vehicle radiator may be provided as the main radiator for this internal combustion engine. Further advantageous is the use of a tandem pump, in particular for the embodiment with two cooling circuits and different media. Also, the use of a common electric machine with two pump heads is conceivable. In particular, the engine room has a leakage gap in order to catch the different media and in particular to keep them separate from one another.

Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die direkte Kühlung von elektrischen Komponenten eines Fahrzeugs. Ein solches Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

  • - Erzeugen eines Volumenstroms von Kühlflüssigkeit durch eine Pumpvorrichtung,
  • - Führen des Volumenstroms der Kühlflüssigkeit durch Kühlflüssigkeitsleitungen in direkten Kontakt mit den elektrischen Komponenten.
Likewise provided by the present invention is a method for the direct cooling of electrical components of a vehicle. Such a method comprises the following steps:
  • Generating a volume flow of cooling fluid through a pump device,
  • - Leading the volume flow of the cooling liquid through the cooling liquid lines in direct contact with the electrical components.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist insbesondere ausgebildet für einen Kühlkreislauf gemäß der vorliegenden Erfindung. Damit bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf einen erfindungsgemäßen Kühlkreislauf erläutert worden sind.A method according to the invention is in particular designed for a cooling circuit according to the present invention. Thus, a method according to the invention brings about the same advantages as have been explained in detail with reference to a cooling circuit according to the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:

  • 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlkreislaufs,
  • 2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlkreislaufs,
  • 3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlkreislaufs,
  • 4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlkreislaufs,
  • 5 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlkreislaufs und
  • 6 eine Detaildarstellung zur Ausführungsform der 5.
Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, embodiments of the invention are described in detail. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination. They show schematically:
  • 1 A first embodiment of a cooling circuit according to the invention,
  • 2 a further embodiment of a cooling circuit according to the invention,
  • 3 a further embodiment of a cooling circuit according to the invention,
  • 4 a further embodiment of a cooling circuit according to the invention,
  • 5 a further embodiment of a cooling circuit according to the invention and
  • 6 a detailed representation of the embodiment of the 5 ,

Die 1 bis 5 zeigen schematische Darstellungen unterschiedlicher Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Kühlkreislaufs 10. In der 1 ist dabei ein sehr einfacher Fall dargestellt, anhand dessen die grundsätzliche Funktionalität der direkten Kühlung erläutert wird.The 1 to 5 show schematic representations of different embodiments of a cooling circuit according to the invention 10 , In the 1 Here, a very simple case is shown, based on which the basic functionality of the direct cooling is explained.

In dem Kühlkreislauf 10 der 1 befindet sich ein Ausgleichsbehälter 30. In diesen Ausgleichsbehälter 30 ist in einem Ausgleichsvolumen 32 Kühlflüssigkeit KF angeordnet. Über einen seitlich dargestellten Anschluss kann Kühlflüssigkeit KF nachgefüllt werden und insbesondere mit einem entsprechenden Filter vor Verunreinigungen geschützt werden. In der Parallelschaltung des Ausgleichsbehälters 30 ist die Pumpvorrichtung 40 zu erkennen, welche den Volumenstrom der Kühlflüssigkeit KF im Kühlkreislauf 10 zur Verfügung stellt. Um einen konstanten Volumenstrom und eine vollständige Füllung des Kühlkreislaufs 10 zu gewährleisten, wird bei entsprechender Leckage oder anderweitigen Verbrauchern diese Kühlflüssigkeit KF aus dem Ausgleichsbehälter 30 über die entsprechenden Kühlflüssigkeitsleitungen 60 nachgezogen und nachgefördert. Über einen Kühler 50 erfolgt eine Kühlung der Kühlflüssigkeit KF. Die gekühlte Kühlflüssigkeit KF wird über die entsprechenden Kühlflüssigkeitsleitungen 60 nun an die erste elektrische Komponente 20 und die zweite elektrische Komponente 20 weitergeleitet. Der Kreislauf schließt sich beim Erreichen der Pumpvorrichtung 40 über die Kühlflüssigkeitsleitung 60 an. Die direkte Kontaktierung in den elektrischen Komponenten 20 führt zur direkten Aufnahme und Abführung der dort entstehenden Wärme, und damit zu einer direkten Kühlung mit entsprechend kurzer thermischer Trägheit.In the cooling circuit 10 of the 1 there is a reservoir 30 , In this reservoir 30 is in a compensation volume 32 coolant KF arranged. Cooling fluid can be supplied via a connection on the side KF be refilled and in particular be protected from contamination with a corresponding filter. In the parallel connection of the expansion tank 30 is the pumping device 40 to recognize which the volume flow of the cooling liquid KF in the cooling circuit 10 provides. For a constant volume flow and a complete filling of the cooling circuit 10 to ensure, with appropriate leakage or other consumers this coolant KF from the expansion tank 30 via the corresponding coolant lines 60 followed and promoted. About a cooler 50 Cooling of the cooling liquid takes place KF , The cooled cooling liquid KF is passed through the corresponding cooling liquid lines 60 now to the first electrical component 20 and the second electrical component 20 forwarded. The circuit closes upon reaching the pumping device 40 over the coolant line 60 on. Direct contacting in the electrical components 20 leads to the direct absorption and removal of the heat generated there, and thus to a direct cooling with a correspondingly short thermal inertia.

Die 2 zeigt eine Weiterentwicklung der Ausführungsform der 1. Hier ist eine Abscheidervorrichtung 70 zwischen den beiden elektrischen Komponenten 20 angeordnet. So kann beispielsweise in der elektrischen Komponente 20, welche stromaufwärts der Abscheidervorrichtung 70 angeordnet ist, eine Verwendung von Elektrolyten vorhanden sein. So kann es sich hier zum Beispiel um eine Batterievorrichtung handeln. Wird nun durch eine Leckage oder eine geringe Beschädigung Elektrolyt austreten, so besteht die Gefahr, dass dieses mit der Kühlflüssigkeit KF mitgefördert wird. Die Abscheidervorrichtung 70 in anschließender Strömungsrichtung führt dazu, dass diese Verunreinigung abgeschieden werden kann, so dass ein entsprechend unerwünschter Kurzschluss in der zweiten nachgeordneten elektrischen Komponente 20 vermeidbar wird.The 2 shows a further development of the embodiment of the 1 , Here is a separator device 70 between the two electrical components 20 arranged. For example, in the electrical component 20 , which upstream of the separator 70 is arranged, a use of electrolytes may be present. For example, this may be a battery device. If electrolyte now escapes as a result of leakage or slight damage, there is a risk that it will be conveyed with the cooling fluid KF. The separator device 70 in subsequent flow direction causes this contamination can be deposited, so that a corresponding undesirable short circuit in the second downstream electrical component 20 is avoidable.

Die 3 zeigt eine Weiterentwicklung, bei welcher im Kühlkreislauf 10 Entfeuchtungsvorrichtungen 80 angeordnet sind. Diese dienen dazu, die Kühlflüssigkeit KF frei von Wasser oder zumindest wasserarm zu halten. Dies kann insbesondere auch der Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses dienen. Wie bei den Entfeuchtungsvorrichtungen 80 können selbstverständlich auch mehrere Abscheidervorrichtungen 70 in ähnlicher Weise im Kühlkreislauf 10 verteilt sein.The 3 shows a further development, in which in the cooling circuit 10 dehumidification devices 80 are arranged. These serve to keep the coolant KF free of water or at least low in water. This can in particular also serve to avoid an electrical short circuit. As with the dehumidifiers 80 Of course, several Abscheidervorrichtungen 70 in a similar way in the cooling circuit 10 be distributed.

Die 4 zeigt eine Variante, bei welcher zwei elektrische Komponenten 20 an der rechten Seite des Kühlkreislaufs 10 parallel zueinander geschaltet sind. Diese beiden Arme des Kühlkreislaufs 10, welche durch die Kühlkreislaufleitungen 60 zur Verfügung gestellt werden, sind hier ebenfalls mit separaten Entfeuchtungsvorrichtungen 80 ausgestattet. Bei dieser Ausführungsform der 4 ist noch gut zu erkennen, dass zusätzlich eine Abscheidervorrichtung 70 innerhalb des Ausgleichsvolumens 32 des Ausgleichsbehälters 30 angeordnet ist.The 4 shows a variant in which two electrical components 20 on the right side of the cooling circuit 10 are connected in parallel to each other. These two arms of the cooling circuit 10 passing through the cooling circuit lines 60 are also provided here with separate dehumidifiers 80 fitted. In this embodiment of the 4 is still good to see that in addition a separator device 70 within the equalization volume 32 of the expansion tank 30 is arranged.

Die 5 zeigt einen Kühlkreislauf 10, welcher in zwei separate Abschnitte, nämlich den ersten Kühlkreislaufabschnitt 10a und den zweiten Kühlkreislaufabschnitt 10b aufgeteilt sind. Im ersten Kühlkreislaufabschnitt 10a wird erstes Kühlfluid KF1, welches also flüssig oder gasförmig sein kann, über den ersten Ausgleichsbehälter 30a zur Verfügung gestellt und mit einem Volumenstrom versehen, welcher durch die erste Pumpvorrichtung 40a zur Verfügung gestellt ist. Der zweite Kühlkreislaufabschnitt 10b ist mit den elektrischen Komponenten 20 und einer zweiten Pumpvorrichtung 40b ausgestattet, so dass die Kühlflüssigkeit KF im Gegensatz zum ersten Kühlfluid KF1 aus dem Ausgleichsbehälter 30b gefördert werden kann. Die beiden Kühlkreislaufabschnitte 10a und 10b stehen miteinander über den Wärmetauscher 90 in wärmeübertragendem Kontakt.The 5 shows a cooling circuit 10 , which in two separate sections, namely the first cooling circuit section 10a and the second cooling circuit section 10b are divided. In the first cooling circuit section 10a becomes first cooling fluid KF1 , which may therefore be liquid or gaseous, over the first expansion tank 30a provided and provided with a volume flow, which through the first pumping device 40a is provided. The second cooling circuit section 10b is with the electrical components 20 and a second pumping device 40b equipped, so that the cooling liquid KF in contrast to the first cooling fluid KF1 from the expansion tank 30b can be promoted. The two cooling circuit sections 10a and 10b stand together over the heat exchanger 90 in heat-transferring contact.

6 zeigt, wie bei einem Wärmetauscher 90 gemäß der 5 eine höhere Absicherung gegen Crosskontamination zur Verfügung gestellt werden kann. Die beiden benachbarten Kühlflüssigkeitsleitungen 60 sind hier über eine doppelte Dichtung 92 voneinander getrennt, so dass Kühlflüssigkeit KF sich mit dem ersten Kühlfluid KF1 nicht oder nur mit sehr geringem Risiko vermischen kann. Ein zwischen den beiden doppelten Dichtungen 92 angeordneter Leckagespalt 94 führt darüber hinaus zu einer weiteren Reduktion dieses Risikos. 6 shows how a heat exchanger 90 according to the 5 a higher level of protection against cross-contamination can be provided. The two adjacent coolant lines 60 are here about a double seal 92 separated, leaving coolant KF with the first cooling fluid KF1 can not mix or only with very little risk. One between the two double seals 92 arranged leakage gap 94 furthermore leads to a further reduction of this risk.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The above explanation of the embodiments describes the present invention solely by way of example. Of course, individual features of the embodiments, if technically feasible, can be combined freely with one another, without departing from the scope of the present invention.

Claims (10)

Kühlkreislauf (10) für die direkte Kühlung von spannungsführenden Bauteilen elektrischer Komponenten (20) eines Fahrzeugs mit Kühlflüssigkeit (KF), aufweisend einen Ausgleichsbehälter (30) mit einem Ausgleichsvolumen (32) mit Kühlflüssigkeit (KF), eine Pumpvorrichtung (40) zum Erzeugen eines Volumenstroms der Kühlflüssigkeit (KF), insbesondere in Form einer Tandempumpe oder einer Stufenpumpe, und wenigstens zwei elektrische Komponenten (20), welche direkt kontaktierend von dem Volumenstrom der Kühlflüssigkeit (KF) durchströmt werden, weiter aufweisend zumindest einen Kühler (50) zur Kühlung der Kühlflüssigkeit (KF), wobei der Ausgleichsbehälter (30), die Pumpvorrichtung (40), die elektrischen Komponenten (20) und der zumindest eine Kühler (50) miteinander fluidkommunizierend über Kühlflüssigkeitsleitungen (60) verbunden sind.Cooling circuit (10) for the direct cooling of live components of electrical components (20) of a vehicle with coolant (KF), comprising a surge tank (30) with a compensation volume (32) with coolant (KF), a pump device (40) for generating a Volume flow of the cooling liquid (KF), in particular in the form of a tandem pump or a step pump, and at least two electrical components (20), which are directly contacted by the flow rate of the cooling liquid (KF), further comprising at least one cooler (50) for cooling the Coolant (KF), wherein the surge tank (30), the pumping device (40), the electrical components (20) and the at least one cooler (50) are fluidly communicating with each other via cooling liquid lines (60). Kühlkreislauf (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Abscheidervorrichtung (70) über die Kühlflüssigkeitsleitungen (60) fluidkommunizierend verbunden ist für eine Abscheidung von Verunreinigungen aus der Kühlflüssigkeit (KF), insbesondere stromabwärts der Pumpvorrichtung (40) und stromaufwärts zumindest einer der elektrischen Komponenten (20).Cooling circuit (10) after Claim 1 characterized in that at least one separator device (70) is fluidly communicated via the cooling fluid conduits (60) for separation of contaminants from the cooling fluid (KF), particularly downstream of the pumping device (40) and upstream of at least one of the electrical components (20). Kühlkreislauf (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Entfeuchtungsvorrichtung (80) über die Kühlflüssigkeitsleitungen (60) fluidkommunizierend verbunden ist für eine Entfeuchtung der Kühlflüssigkeit (KF), insbesondere stromabwärts der Pumpvorrichtung (40) und stromaufwärts zumindest einer der elektrischen Komponenten (20).Cooling circuit (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one dehumidifying device (80) via the cooling liquid lines (60) is connected in fluid communication for dehumidification of the cooling liquid (KF), in particular downstream of the pumping device (40) and upstream of at least one of electrical components (20). Kühlkreislauf (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stromabwärts der Pumpvorrichtung (40) angeordneten elektrischen Komponenten (20) zumindest abschnittsweise nach wenigstens einem der folgenden Merkmale nacheinander angeordnet sind: - Aufsteigende Betriebstemperatur - Absteigende Sensibilität auf Verunreinigungen - Aufsteigende Sensitivität gegenüber Druck der Kühlflüssigkeit (KF) Cooling circuit (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the downstream of the pumping device (40) arranged electrical components (20) are arranged at least in sections for at least one of the following features in succession: - Ascending operating temperature - Descending sensitivity to impurities - Increasing sensitivity against pressure of the coolant (KF) Kühlkreislauf (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der elektrischen Komponenten (20) parallel zueinander angeordnet sind.Cooling circuit (10) according to one of the preceding claims, characterized in that at least two of the electrical components (20) are arranged parallel to each other. Kühlkreislauf (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (50) in einem ersten Kühlkreislaufabschnitt (10a) mit einer ersten Pumpvorrichtung (40a) und einem ersten Ausgleichsbehälter (30a) mit einem ersten Kühlfluid (KF1) angeordnet ist und die wenigstens zwei elektrischen Komponenten (20) in einem zweiten Kühlkreislaufabschnitt (10b) mit einer zweiten Pumpvorrichtung (40b) und einem zweiten Ausgleichsbehälter (30b) mit der Kühlflüssigkeit (KF) angeordnet sind, wobei der erste Kühlkreislaufabschnitt (10a) mit dem zweiten Kühlkreislaufabschnitt (10b) über einen Wärmetauscher (90) in wärmeübertragendem Kontakt steht.Cooling circuit (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the cooler (50) in a first cooling circuit section (10a) with a first pumping device (40a) and a first expansion tank (30a) with a first cooling fluid (KF1) is arranged and the at least two electrical components (20) are arranged in a second cooling circuit section (10b) with a second pump device (40b) and a second expansion tank (30b) with the cooling fluid (KF), the first cooling circuit section (10a) being connected to the second cooling circuit section (10b) 10b) is in heat-transmitting contact via a heat exchanger (90). Kühlkreislauf (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (90) eine doppelte Dichtung (92) und/oder einen Leckagespalt (94) aufweist.Cooling circuit (10) after Claim 6 , characterized in that the heat exchanger (90) has a double seal (92) and / or a leakage gap (94). Kühlkreislauf (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (50) als Luftkühler des Fahrzeugs ausgebildet ist.Cooling circuit (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooler (50) is designed as an air cooler of the vehicle. Verfahren für die direkte Kühlung von elektrischen Komponenten (20) eines Fahrzeugs, aufweisend die folgenden Schritte: - Erzeugen eines Volumenstroms von Kühlflüssigkeit (KF) durch eine Pumpvorrichtung (40), - Führen des Volumenstroms der Kühlflüssigkeit (KF) durch Kühlflüssigkeitsleitungen (60) in direkten Kontakt mit den elektrischen Komponenten (20).Method for the direct cooling of electrical components (20) of a vehicle, comprising the following steps: Generating a volume flow of cooling fluid (KF) through a pump device (40), - Passing the volume flow of the cooling liquid (KF) through cooling liquid lines (60) in direct contact with the electrical components (20). Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte bei einem Kühlkreislauf (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 8 durchgeführt werden.Method according to Claim 9 , characterized in that the steps in a cooling circuit (10) having the characteristics of one of Claims 1 to 8th be performed.
DE102018112057.5A 2018-05-18 2018-05-18 Cooling circuit for the direct cooling of live parts of electrical components of a vehicle with coolant Pending DE102018112057A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018112057.5A DE102018112057A1 (en) 2018-05-18 2018-05-18 Cooling circuit for the direct cooling of live parts of electrical components of a vehicle with coolant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018112057.5A DE102018112057A1 (en) 2018-05-18 2018-05-18 Cooling circuit for the direct cooling of live parts of electrical components of a vehicle with coolant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018112057A1 true DE102018112057A1 (en) 2019-11-21

Family

ID=68419607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018112057.5A Pending DE102018112057A1 (en) 2018-05-18 2018-05-18 Cooling circuit for the direct cooling of live parts of electrical components of a vehicle with coolant

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018112057A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022115995A1 (en) 2022-06-28 2023-12-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Device with a pulse inverter
DE102022121100A1 (en) 2022-08-22 2024-02-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Automotive immersion coolant particle separator
DE102022132051A1 (en) 2022-12-02 2024-06-13 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Machine cooling circuit of an electrical machine, total cooling circuit of a motor vehicle and motor vehicle

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5448108A (en) * 1993-11-02 1995-09-05 Hughes Aircraft Company Cooling of semiconductor power modules by flushing with dielectric liquid
DE112004001059B4 (en) * 2003-07-30 2007-08-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota A fuel cell cooling system and method for controlling a circulation of cooling liquid in the fuel cell
DE102008026550A1 (en) * 2007-06-06 2008-12-24 General Motors Global Technology Operations, Inc., Detroit Semiconductor devices with extended-periphery layers for improved cooling and method of cooling semiconductor devices
DE112011102063T5 (en) * 2010-06-18 2013-03-28 Komatsu Ltd. Electric motor for a construction machine, and cooling circuit for the electric motor
DE102014013958A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 Audi Ag Liquid-cooled motor vehicle control unit, motor vehicle with this, and method for cooling an electronic component of a motor vehicle control unit
DE102015216489A1 (en) * 2014-12-09 2016-06-09 Dong-A University Research Foundation For Industry-Academy Cooperation SYSTEM AND METHOD FOR COOLING AN ELECTRIC VEHICLE
DE102016118498A1 (en) * 2015-12-10 2017-06-14 Hyundai Motor Company COOLING SYSTEM FOR ONE VEHICLE
DE102016215423A1 (en) * 2016-08-17 2018-02-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Electric machine and vehicle with the electric machine

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5448108A (en) * 1993-11-02 1995-09-05 Hughes Aircraft Company Cooling of semiconductor power modules by flushing with dielectric liquid
DE112004001059B4 (en) * 2003-07-30 2007-08-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota A fuel cell cooling system and method for controlling a circulation of cooling liquid in the fuel cell
DE102008026550A1 (en) * 2007-06-06 2008-12-24 General Motors Global Technology Operations, Inc., Detroit Semiconductor devices with extended-periphery layers for improved cooling and method of cooling semiconductor devices
DE112011102063T5 (en) * 2010-06-18 2013-03-28 Komatsu Ltd. Electric motor for a construction machine, and cooling circuit for the electric motor
DE102014013958A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 Audi Ag Liquid-cooled motor vehicle control unit, motor vehicle with this, and method for cooling an electronic component of a motor vehicle control unit
DE102015216489A1 (en) * 2014-12-09 2016-06-09 Dong-A University Research Foundation For Industry-Academy Cooperation SYSTEM AND METHOD FOR COOLING AN ELECTRIC VEHICLE
DE102016118498A1 (en) * 2015-12-10 2017-06-14 Hyundai Motor Company COOLING SYSTEM FOR ONE VEHICLE
DE102016215423A1 (en) * 2016-08-17 2018-02-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Electric machine and vehicle with the electric machine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Innengekühlte Hohldrähte Verdopplung der Leistungsdichte von E-Motoren, Prof. Dr. Dipl.-Ing. Edmund Nitsche,Mag. Michael Naderer, Seite 44 bis 49 ATZ elektronik 03|2017 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022115995A1 (en) 2022-06-28 2023-12-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Device with a pulse inverter
DE102022121100A1 (en) 2022-08-22 2024-02-22 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Automotive immersion coolant particle separator
DE102022121100B4 (en) 2022-08-22 2024-06-13 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Automotive immersion coolant particle separator
DE102022132051A1 (en) 2022-12-02 2024-06-13 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Machine cooling circuit of an electrical machine, total cooling circuit of a motor vehicle and motor vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10218539B4 (en) A unit comprising a cooling device and a battery pack and operating method therefor
DE102017220376A1 (en) Cooling system for a motor vehicle and motor vehicle with such a cooling system
DE102018112057A1 (en) Cooling circuit for the direct cooling of live parts of electrical components of a vehicle with coolant
DE102015111407A1 (en) Cooling system for a vehicle
DE112007002809T5 (en) Electric power supply system
DE102009058880B4 (en) Electrical energy storage system and operating method therefor, in particular for an electric or hybrid vehicle
DE102017005593A1 (en) High-voltage battery device for a motor vehicle
DE102014103909A1 (en) Cooling circuit for a motor vehicle and use of an electrically non-conductive coolant
DE112013001930T5 (en) Electric heating device for fluid for a motor vehicle and method for mounting the heating device
DE102006040187A1 (en) Power electronics component cooling system, for use in e.g. passenger aircraft, has cooling device including heat sinks, where heat sinks are separately supplied with cooling fluids from different cooling fluid sources
DE102019200817A1 (en) Cooling device for cooling battery cells, batteries and motor vehicles
WO2018069174A1 (en) System having a substrate and an electronics system, and method for producing a substrate
DE202008012988U1 (en) Cooling arrangement of a power electronics device
DE102018000278B4 (en) battery arrangement
DE102017101242A1 (en) Cooling circuit for battery with Buchholz relay
DE102019205575A1 (en) Device for cooling a vehicle battery
DE102021132036B4 (en) Cooling arrangement for cooling a battery of a motor vehicle, motor vehicle and method for operating a cooling arrangement
DE102018116452A1 (en) Mounting arrangement for a heat exchanger
DE102017004463A1 (en) High-voltage battery device for a motor vehicle and method for cooling at least one high-voltage battery of a high-voltage battery device for a motor vehicle
DE102018102258A1 (en) Cooling device with at least two cooling circuits and a cooled filling line
DE102013006334A1 (en) Coating plant with a cooling device
DE102012104520A1 (en) Electrical-driven vehicle has cooling circuit heat exchanger that is provided to transfer heat from first refrigerant to second refrigerant and is connected to second coolant by connection unit
DE102016110958A1 (en) Heat exchanger with deionizing cartridge
DE102009048394A1 (en) Cooling system for cooling fuel cell system in airplane, has cooling circuit with heat exchanger that forms thermal connection between fuel cell system and fuel from fuel tank of vehicle, where heat exchanger is connected to fuel outlet
DE102015221264A1 (en) A storage device for storing electrical energy for a motor vehicle and method for operating such a storage device

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication