DE102021109740A1 - Cooling system with central valve device for an electric vehicle and electric vehicle with such a cooling system - Google Patents

Cooling system with central valve device for an electric vehicle and electric vehicle with such a cooling system Download PDF

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Abstract

Beschrieben wird ein Kühlsystem (100) für ein Elektrofahrzeug (200) oder ein Hybridfahrzeug mit einem ersten Kühlmittelkreislauf (KK1) zur Kühlung von wenigstens einer elektrischen oder/und mechanischen Komponente (14), wobei der erste Kühlmittelkreislauf (KK1) eine erste Kühlmittelpumpe (16) und einen Kühler (18) aufweist; einem zweiten Kühlmittelkreislauf (KK2) zur Kühlung eines elektrischen Energiespeichers (20), insbesondere einer Hochvolt-Batterie, wobei der zweite Kühlmittelkreislauf (KK2) eine zweite Kühlmittelpumpe (22) aufweist; einem dritten Kühlmittelkreislauf (KK3) zur Konditionierung des elektrischen Energiespeichers (20), wobei der dritte Kühlmittelkreislauf (KK3) einen Wärmeübertrager (24), insbesondere Chiller, aufweist, der mit einer Kälteanlage (26) des Elektrofahrzeugs in thermischer Wirkverbindung steht, oder/und ein Zusatzheizmodul (28) aufweist; und einer Zentralventileinrichtung (12), die mit jedem Kühlmittelkreislauf (KK1, KK2, KK3) in Wirkverbindung steht; wobei jeder Kühlmittelkreislauf (KK1, KK2, KK3) wenigstens einen jeweiligen Kühlmittelvorlauf (KVx) aufweist, der an der Zentralventileinrichtung (12) beginnt, und wenigstens einen jeweiligen Kühlmittelrücklauf (KRx) aufweist, der an der Zentralventileinrichtung (12) endet, wobei die Zentralventileinrichtung (12) in mehrere Schaltstellungen (I-VII) einstellbar ist, wobei in jeder Schaltstellung (I-VII) wenigstens ein Kühlmittelrücklauf (KRx) von jedem Kühlmittelkreislauf (KK1, KK2, KK3) mit wenigstens einem der Kühlmittelvorläufe (KVx) in Verbindung steht. Ferner wird ein Elektrofahrzeug (200) mit einem solchen Kühlsystem (100) beschrieben.A cooling system (100) for an electric vehicle (200) or a hybrid vehicle is described with a first coolant circuit (KK1) for cooling at least one electrical and/or mechanical component (14), the first coolant circuit (KK1) having a first coolant pump (16 ) and a cooler (18); a second coolant circuit (KK2) for cooling an electrical energy store (20), in particular a high-voltage battery, the second coolant circuit (KK2) having a second coolant pump (22); a third coolant circuit (KK3) for conditioning the electrical energy store (20), the third coolant circuit (KK3) having a heat exchanger (24), in particular a chiller, which is thermally connected to a refrigeration system (26) of the electric vehicle, and/or an auxiliary heating module (28); and a central valve device (12) which is operatively connected to each coolant circuit (KK1, KK2, KK3); each coolant circuit (KK1, KK2, KK3) having at least one respective coolant flow (KVx) which begins at the central valve device (12) and at least one respective coolant return (KRx) which ends at the central valve device (12), the central valve device (12) can be set in several switch positions (I-VII), with at least one coolant return (KRx) of each coolant circuit (KK1, KK2, KK3) being connected to at least one of the coolant feeds (KVx) in each switch position (I-VII). . An electric vehicle (200) with such a cooling system (100) is also described.

Description

Die Erfindung betrifft Kühlsystem für ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug mit einem ersten Kühlmittelkreislauf zur Kühlung von wenigstens einer elektrischen oder/und mechanischen Komponente, wobei der erste Kühlmittelkreislauf eine erste Kühlmittelpumpe und einen Kühler aufweist; einem zweiten Kühlmittelkreislauf zur Kühlung eines elektrischen Energiespeichers, insbesondere einer Hochvolt-Batterie, wobei der zweite Kühlmittelkreislauf eine zweite Kühlmittelpumpe aufweist; einem dritten Kühlmittelkreislauf zur Konditionierung des elektrischen Energiespeichers, wobei der dritte Kühlmittelkreislauf einen Wärmeübertrager, insbesondere Chiller, aufweist, der mit einer Kälteanlage des Elektrofahrzeugs in thermischer Wirkverbindung steht, oder/und ein Zusatzheizmodul aufweist.The invention relates to a cooling system for an electric vehicle or a hybrid vehicle with a first coolant circuit for cooling at least one electrical and/or mechanical component, the first coolant circuit having a first coolant pump and a cooler; a second coolant circuit for cooling an electrical energy store, in particular a high-voltage battery, the second coolant circuit having a second coolant pump; a third coolant circuit for conditioning the electrical energy store, wherein the third coolant circuit has a heat exchanger, in particular a chiller, which is thermally operatively connected to a refrigeration system of the electric vehicle, and/or has an additional heating module.

Zum technischen Hintergrund wird beispielhaft auf die Dokumente DE 10 2019 107 190 A1 , DE 10 2015 215 164 A1 und US 2017/152957 A1 hingewiesen, aus denen verschiedene andersartig aufgebaute Kühlsysteme für Kraftfahrzeuge bekannt sind.The documents provide an example of the technical background DE 10 2019 107 190 A1 , DE 10 2015 215 164 A1 and U.S. 2017/152957 A1 pointed out, from which various differently constructed cooling systems for motor vehicles are known.

Im Kühlmittelkreislauf von elektrischen Fahrzeugen werden üblicherweise Misch- und Umschaltventile mit jeweils maximal vier Anschlüssen verbaut. Derartige Ventile werden verwendet, um den Volumenstrom von Kühlmittel nach Bedarf auf die verschiedenen zu kühlenden Komponenten aufzuteilen. Die sich hieraus ergebenden Topologien von Kühlmittelkreisläufen sind dezentral und aufgrund des Einsatzes von unterschiedlichen Ventilen stark verzweigt.Mixing and switching valves, each with a maximum of four connections, are usually installed in the coolant circuit of electric vehicles. Such valves are used to distribute the volume flow of coolant to the various components to be cooled as required. The resulting topologies of coolant circuits are decentralized and highly branched due to the use of different valves.

Für zusätzliche Funktionalitäten bzw. Verschaltungen sind bei bekannten Kühlmittelkreisläufen zusätzliche Ventile, wie beispielsweise Rückschlagventile, erforderlich, Dies führt zu einer erhöhten Komplexität und höheren Kosten, insbesondere auch aufgrund eines höheren Entwicklungs- und Montageaufwands. Ferner wird durch den Einsatz zusätzlicher Ventile mehr Bauraum benötigt. Ferner ergeben sich aufgrund der vielfachen Verbindungen von Schläuchen mit den unterschiedlichen Ventilen höhere Druckverluste im Kühlmittelkreislauf, was zu einer größeren Leistungsaufnahme an der Kühlmittelpumpe führt, so dass mehr (elektrische) Energie verbraucht wird, was sich insbesondere bei einem Elektrofahrzeug nachteilig auf die Reichweite auswirkt.For additional functionalities or interconnections, additional valves, such as non-return valves, are required in known coolant circuits. This leads to increased complexity and higher costs, in particular also due to higher development and assembly costs. Furthermore, more space is required through the use of additional valves. Furthermore, due to the multiple connections of hoses with the different valves, there are higher pressure losses in the coolant circuit, which leads to greater power consumption at the coolant pump, so that more (electrical) energy is consumed, which has a disadvantageous effect on the range, especially in an electric vehicle.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, ein Kühlsystem mit verbesserter Topologie anzugeben, bei dem die obigen Nachteile vermieden werden können.The object on which the invention is based is seen as specifying a cooling system with an improved topology in which the above disadvantages can be avoided.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kühlsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Kraftfahrzeug mit einem solchen Kühlsystem. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a cooling system with the features of patent claim 1 and by a motor vehicle with such a cooling system. Advantageous configurations with expedient developments are specified in the dependent patent claims.

Vorgeschlagen wird also ein Kühlsystem für ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug mit
einem ersten Kühlmittelkreislauf zur Kühlung von wenigstens einer elektrischen oder/und mechanischen Komponente, wobei der erste Kühlmittelkreislauf eine erste Kühlmittelpumpe und einen Kühler aufweist;
einem zweiten Kühlmittelkreislauf zur Kühlung eines elektrischen Energiespeichers, insbesondere einer Hochvolt-Batterie, wobei der zweite Kühlmittelkreislauf eine zweite Kühlmittelpumpe aufweist;
einem dritten Kühlmittelkreislauf zur Konditionierung des elektrischen Energiespeichers, wobei der dritte Kühlmittelkreislauf einen Wärmeübertrager, insbesondere Chiller, aufweist, der mit einer Kälteanlage des Elektrofahrzeugs in thermischer Wirkverbindung steht, oder/und ein Zusatzheizmodul aufweist; und
einer Zentralventileinrichtung, die mit jedem Kühlmittelkreislauf in Wirkverbindung steht.
Dabei ist vorgesehen, dass jeder Kühlmittelkreislauf wenigstens einen jeweiligen Kühlmittelvorlauf aufweist, der an der Zentralventileinrichtung beginnt, und wenigstens einen jeweiligen Kühlmittelrücklauf aufweist, der an der Zentralventileinrichtung endet, und dass die Zentralventileinrichtung in mehrere Schaltstellungen einstellbar ist, wobei in jeder Schaltstellung wenigstens ein Kühlmittelrücklauf von jedem Kühlmittelkreislauf mit wenigstens einem der Kühlmittelvorläufe in Verbindung steht.A cooling system for an electric vehicle or a hybrid vehicle is therefore proposed
a first coolant circuit for cooling at least one electrical and/or mechanical component, the first coolant circuit having a first coolant pump and a cooler;
a second coolant circuit for cooling an electrical energy store, in particular a high-voltage battery, the second coolant circuit having a second coolant pump;
a third coolant circuit for conditioning the electrical energy store, the third coolant circuit having a heat exchanger, in particular a chiller, which is thermally operatively connected to a refrigeration system of the electric vehicle, and/or has an additional heating module; and
a central valve device operatively connected to each coolant circuit.
It is provided that each coolant circuit has at least one respective coolant supply, which begins at the central valve device, and has at least one respective coolant return, which ends at the central valve device, and that the central valve device can be adjusted into a plurality of switching positions, with at least one coolant return from each coolant circuit is connected to at least one of the coolant supply lines.

Ein solches Kühlsystem weist eine Topologie auf, die von der Zentralventileinrichtung ausgeht, so dass auf eine Vielzahl einzelner Ventile verzichtet werden kann. Dies ermöglicht eine direkte Verbindung von allen zu kühlenden Komponenten der Zentralventileinrichtung. Durch diese direkte Verbindung können Druckverluste im Vergleich mit bekannten Kühlsystemen reduziert werden, so dass bei gleicher Leistungsaufnahme höhere Kühlmittel-Volumenströme erreicht werden können. Eine im ersten Kühlmittelkreislauf enthaltene elektrische und/oder mechanische Komponente kann beispielsweise eine antriebsseitige Komponente (wie beispielsweise ein Elektromotor) oder eine elektrische Ladeeinrichtung oder ein Stromwandler oder ein Getriebe oder dergleichen sein. Der angesprochene Kühler kann beispielsweise ein Niedertemperaturkühler sein.Such a cooling system has a topology that starts from the central valve device, so that a large number of individual valves can be dispensed with. This enables a direct connection of all components of the central valve device that are to be cooled. This direct connection allows pressure losses to be reduced in comparison with known cooling systems, so that higher coolant volume flows can be achieved with the same power consumption. An electrical and/or mechanical component contained in the first coolant circuit can, for example, be a drive-side component (such as an electric motor) or an electrical charging device or a current transformer or a Transmission or the like. The cooler in question can be a low-temperature cooler, for example.

Bei dem Kühlsystem können alle Verschaltungen der Kühlmittelkreisläufe einzig mittels Verstellung der Zentralventileinrichtung einstellbar sein.In the cooling system, all interconnections of the coolant circuits can be adjusted solely by adjusting the central valve device.

Dabei kann die Zentralventileinrichtung je nach Schaltstellung als Mischventil oder/und Umschaltventil für einen betreffenden Kühlmittelkreislauf wirken.Depending on the switching position, the central valve device can act as a mixing valve and/or switching valve for a relevant coolant circuit.

Mit anderen Worten ist die Zentralventileinrichtung derart ausgeführt, dass viele oder alle bislang in solchen Kühlsystemen vorhandenen Ventile ersetzt werden können. Dies verringert die Komplexität und Bauteilanzahl des Kühlsystems, was sich positiv auf die Montage und Wartung auswirkt. Ferner können beispielsweise durch den Wegfall von Rückschlagventilen in einzelnen Leitungssträngen bzw. -abschnitten auch akustische Beanstandungen aufgrund einer im Rückschlagventil schlagartig bewegten Kugel ausgeschlossen werden.In other words, the central valve device is designed in such a way that many or all of the valves hitherto present in such cooling systems can be replaced. This reduces the complexity and component count of the cooling system, which has a positive effect on assembly and maintenance. Furthermore, acoustic complaints due to a ball moving abruptly in the check valve can also be ruled out, for example, due to the omission of check valves in individual line strands or sections.

Bei dem Kühlsystem kann der erste Kühlmittelkreislauf einen stromabwärts von der ersten Kühlmittelpumpe und stromaufwärts von dem Kühler abzweigenden Bypassabschnitt aufweisen, der an der Zentralventileinrichtung endet und einen Bypass-Kühlmittelrücklauf des ersten Kühlmittelkreislaufs zu der Zentralventileinrichtung bildet. Ein solcher Bypassabschnitt ermöglicht eine vollständige oder teilweise Umgehung des Kühlers, was basierend auf der Einstellung der Zentralventileinrichtung ermöglicht wird. Dabei kann der Bypassabschnitt als einziger Kühlmittelrücklauf für den ersten Kühlmittelkreislauf wirken. Alternativ kann der Bypass-Kühlmittelrücklauf zusammen mit dem Kühlmittelrücklauf vom Kühler jeweils für einen Teilstrom des rückströmendem Kühlmittels wirken. Weiter kann der Bypassabschnitt mittels der Zentralventilvorrichtung auch gesperrt sein, so dass der gesamte Kühlmittelmassenstrom über den Kühler und den dortigen Kühlmittelrücklauf geführt wird.In the cooling system, the first coolant circuit can have a bypass section branching off downstream from the first coolant pump and upstream from the radiator, which ends at the central valve device and forms a bypass coolant return of the first coolant circuit to the central valve device. Such a bypass section allows for full or partial bypass of the radiator, which is enabled based on the setting of the central valve assembly. The bypass section can act as the only coolant return for the first coolant circuit. Alternatively, the bypass coolant return can act together with the coolant return from the cooler for a partial flow of the coolant flowing back. Furthermore, the bypass section can also be blocked by means of the central valve device, so that the entire coolant mass flow is routed via the cooler and the coolant return there.

Bei dem Kühlsystem kann der erste Kühlmittelkreislauf einen stromabwärts von der ersten Kühlmittelpumpe und stromaufwärts von der zu kühlenden antriebsseitigen Komponente abzweigenden Zusatzabschnitt aufweisen, der an der Zentralventileinrichtung endet und einen Zusatz-Kühlmittelrücklauf des ersten Kühlmittelkreislaufs bildet. Der Zusatz-Kühlmittelrücklauf kann ebenfalls mittels der Zentralventileinrichtung aktiviert bzw. deaktiviert werden. Ferner ist auch möglich, dass nur eine Teilstrom von Kühlmittel durch den Zusatz-Kühlmittelrücklauf strömt und ein Teilstrom beispielsweise durch den Bypass-Kühlmittelrücklauf geführt wird.In the cooling system, the first coolant circuit can have an additional section branching off downstream from the first coolant pump and upstream from the drive-side component to be cooled, which ends at the central valve device and forms an additional coolant return of the first coolant circuit. The additional coolant return can also be activated or deactivated by means of the central valve device. Furthermore, it is also possible that only a partial flow of coolant flows through the additional coolant return and a partial flow is guided, for example, through the bypass coolant return.

Bei dem Kühlsystem kann im ersten Kühlmittelkreislauf stromaufwärts von der ersten Kühlmittelpumpe eine erste Luftabscheidungsvorrichtung angeordnet sein, die mit einem Ausgleichsbehälter verbunden ist. Dabei kann im zweiten Kühlmittelkreislauf stromaufwärts von der zweiten Kühlmittelpumpe eine Ausgleichsleitung abzweigen, die mit dem Ausgleichsbehälter verbunden ist. Hierdurch ist einerseits einer Befüllung des Kühlsystems möglich, indem Kühlmittel im Ausgleichsbehälter eingefüllt wird und über die erste Luftabscheidungsvorrichtung in den ersten Kühlmittelkreislauf gelangt. Ferner ist insbesondere aufgrund der Ausgleichsleitung im zweiten Kühlmittelkreislauf eine zuverlässiger Druck- bzw. Kühlmittelvolumenausgeich gegeben. Dabei kann über die Ausgleichsleitung bei entsprechendem Bedarf beispielsweise Kühlmittel aus dem Ausgleichsbehälter in den zweiten Kühlmittelkreislauf angesogen werden.In the cooling system, a first air separation device, which is connected to an expansion tank, can be arranged in the first coolant circuit upstream of the first coolant pump. A compensating line, which is connected to the compensating tank, can branch off in the second coolant circuit upstream of the second coolant pump. On the one hand, this makes it possible to fill the cooling system by filling coolant in the expansion tank and entering the first coolant circuit via the first air separation device. Furthermore, due to the equalizing line in the second coolant circuit, there is a reliable pressure or coolant volume balance. If required, for example coolant can be drawn from the expansion tank into the second coolant circuit via the equalizing line.

Bei dem Kühlsystem kann der dritte Kühlmittelkreislauf einen Chiller-Kühlmittelvorlauf und einen Zusatzheizer-Kühlmittelvorlauf aufweisen, die strömungstechnisch parallel zueinander angeordnet sind, und die je nach Schaltstellung der Zentralventileinrichtung einzeln oder gemeinsam die Funktion des Kühlmittelvorlaufs (KV3) des dritten Kühlmittelkreislaufs (KK3) bilden. Hierdurch ist es möglich, Kühlmittel im dritten Kühlmittelkreislauf mittels des Chillers oder/und mittels des Zusatzheizers zu konditionieren bzw. zu erwärmen, sofern dies in einem Betriebszustand des Kühlsystems bzw. des Elektrofahrzeugs erforderlich ist, etwa bei geringen Umgebungstemperaturen oder/und beim Start des Elektrofahrzeugs. Selbstverständlich kann Kühlmittel durch Wärmeaustausch mit dem Kältemittel im Chiller auch gekühlt werden, so dass eine Kühlung des elektrischen Energiespeichers unterstützt wird.In the cooling system, the third coolant circuit can have a chiller coolant supply line and an additional heater coolant supply line, which are arranged parallel to one another in terms of flow and which, depending on the switching position of the central valve device, individually or jointly form the function of the coolant supply line (KV3) of the third coolant circuit (KK3). This makes it possible to condition or heat coolant in the third coolant circuit by means of the chiller and/or by means of the additional heater if this is necessary in an operating state of the cooling system or the electric vehicle, for example at low ambient temperatures and/or when the electric vehicle is started . Of course, coolant can also be cooled by exchanging heat with the coolant in the chiller, so that cooling of the electrical energy store is assisted.

Bei dem Kühlsystem kann der zweite Kühlmittelkreislauf einen Lade-Kühlmittelvorlauf aufweisen, der strömungstechnisch parallel zur zweiten Kühlmittelpumpe angeordnet ist. Der Lade-Kühlmittelvorlauf kann dabei insbesondere von Kühlmittel durchströmt werden, wenn der elektrische Energiespeicher an einer (Schnell-)Ladestation angeschlossen ist und eine erhöhte Kühlung des elektrischen Energiespeichers erforderlich ist.In the cooling system, the second coolant circuit can have a charging coolant flow, which is fluidically arranged parallel to the second coolant pump. Coolant can flow through the charging coolant flow in particular if the electrical energy storage device is connected to a (rapid) charging station and increased cooling of the electrical energy storage device is required.

Bei dem Kühlsystem können die erste Kühlmittelpumpe und die zweite Kühlmittelpumpe mittels der Zentralventileinrichtung strömungstechnisch parallel zueinander geschalten werden. Somit können insbesondere beim (Schnell-)Laden des elektrischen Energiespeichers die beiden Kühlmittelpumpen parallel geschaltet sein, um die Kühlung des elektrischen Energiespeichers zu verbessern.In the cooling system, the first coolant pump and the second coolant pump can be connected in parallel with one another in terms of flow by means of the central valve device. The two coolant pumps can thus be connected in parallel, in particular during (rapid) charging of the electrical energy store, in order to improve the cooling of the electrical energy store.

Bei dem Kühlsystem kann die Zentralventileinrichtung in einer ersten Schaltstellung, die auch als Befüllungsstellung oder Grundstellung bezeichnet werden kann, folgende Verbindungen herstellen:

  • Kühlmittelrücklauf des ersten Kühlmittelkreislaufs mit dem Kühlmittelvorlauf des zweiten Kühlmittelkreislaufs;
  • Kühlmittelrücklauf des zweiten Kühlmittelkreislaufs mit dem Kühlmittelvorlauf des dritten Kühlmittelkreislaufs;
  • Kühlmittelrücklauf des dritten Kühlmittelkreislaufs mit dem Kühlmittelvorlauf des ersten Kühlmittelkreislaufs.
In the cooling system, the central valve device can establish the following connections in a first switching position, which can also be referred to as the filling position or basic position:
  • Coolant return of the first coolant circuit with the coolant supply of the second coolant circuit;
  • Coolant return of the second coolant circuit with the coolant supply of the third coolant circuit;
  • Coolant return of the third coolant circuit with the coolant supply of the first coolant circuit.

Dabei kann die Zentralventileinrichtung in der ersten Schaltstellung weiter folgende Verbindung herstellen:

  • Kühlmittelrücklauf des zweiten Kühlmittelkreislaufs mit dem Chiller-Kühlmittelvorlauf und dem Zusatzheizer-Kühlmittelvorlauf des dritten Kühlmittelkreislaufs.
The central valve device can continue to establish the following connection in the first switch position:
  • Coolant return of the second coolant circuit with the chiller coolant supply and the additional heater coolant supply of the third coolant circuit.

Bei dem Kühlsystem kann die Zentralventileinrichtung in einer zweiten Schaltstellung, die auch Kühlen bei getrennten Kühlmittelkreisen bezeichnet werden kann, folgende Verbindungen herstellen:

  • Kühlmittelrücklauf des ersten Kühlmittelkreislaufs mit dem Kühlmittel-vorlauf des ersten Kühlmittelkreislaufs;
  • Kühlmittelrücklauf des zweiten Kühlmittelkreislaufs mit dem Kühlmittelvorlauf des dritten Kühlmittelkreislaufs;
  • Kühlmittelrücklauf des dritten Kühlmittelkreislaufs mit dem Kühlmittel-vorlauf des zweiten Kühlmittelkreislaufs.
In the cooling system, the central valve device can establish the following connections in a second switching position, which can also be referred to as cooling with separate coolant circuits:
  • Coolant return of the first coolant circuit with the coolant supply of the first coolant circuit;
  • Coolant return of the second coolant circuit with the coolant supply of the third coolant circuit;
  • Coolant return of the third coolant circuit with the coolant supply of the second coolant circuit.

Dabei kann die Zentralventileinrichtung in der zweiten Schaltstellung weiter folgende Verbindung herstellen:

  • Bypass-Kühlmittelrücklauf des ersten Kühlmittelkreislaufs mit dem Kühlmittelvorlauf des ersten Kühlmittelkreislaufs, wobei Kühlmittel aus dem Kühlmittelrücklauf des ersten Kühlmittelkreislaufs und dem Bypass-Kühlmittelrücklauf gemischt werden oder wobei Kühlmittel nur über den Bypass-Kühlmittelrücklauf geleitet wird.
The central valve device can continue to establish the following connection in the second switching position:
  • Bypass coolant return of the first coolant circuit with the coolant supply of the first coolant circuit, with coolant from the coolant return of the first coolant circuit and the bypass coolant return being mixed, or with coolant only being routed via the bypass coolant return.

Bei dem Kühlsystem kann die Zentralventileinrichtung in einer dritten Schaltstellung, die auch als DC-Max Laden bezeichnet werden kann, folgende Verbindungen herstellen:

  • Zusatz-Kühlmittelrücklauf des ersten Kühlmittelkreislaufs mit dem Lade-Kühlmittelvorlauf des zweiten Kühlmittelkreislaufs;
  • Kühlmittelrücklauf des zweiten Kühlmittelkreislaufs mit dem Kühlmittelvorlauf des dritten Kühlmittelkreislaufs;
  • Kühlmittelrücklauf des dritten Kühlmittelkreislaufs mit dem zu dem Lade-Kühlmittelvorlauf parallelen Kühlmittelvorlauf des zweiten Kühlmittelkreislaufs;
  • Kühlmittelrücklauf des dritten Kühlmittelkreislaufs mit dem Kühlmittelvorlauf des ersten Kühlmittelkreislaufs.
In the cooling system, the central valve device can establish the following connections in a third switch position, which can also be referred to as DC-Max charging:
  • Additional coolant return of the first coolant circuit with the charging coolant supply of the second coolant circuit;
  • Coolant return of the second coolant circuit with the coolant supply of the third coolant circuit;
  • Coolant return of the third coolant circuit with the coolant supply of the second coolant circuit parallel to the charging coolant supply;
  • Coolant return of the third coolant circuit with the coolant supply of the first coolant circuit.

Bei dem Kühlsystem kann die Zentralventileinrichtung noch in weitere Schaltstellungen eingestellt werden, so dass weitere Betriebszustände realisiert werden können. Die Zentralventileinrichtung ist also nicht auf die oben erwähnten drei Schaltstellungen beschränkt, sondern umfasst diese drei und weitere Schaltstellungen.In the case of the cooling system, the central valve device can also be set to other switching positions, so that other operating states can be implemented. The central valve device is therefore not limited to the three switching positions mentioned above, but includes these three and other switching positions.

Ein Elektrofahrzeug kann einem oben beschriebenen Kühlsystem ausgestattet sein. Insbesondere kann ein solches Kühlsystem in einem vorderen Bereich des Elektrofahrzeugs untergebracht sein. Hierzu können die Zentralventileinrichtung und weite Teile der damit verbundenen Kühlmittelkreisläufe in einer Art zentralem Kühlsystemmodul zusammengefasst werden. Dabei ist es möglich, dass das zentrale Kühlsystemmodul so ausgeführt ist, dass lediglich im Elektrofahrzeug an unterschiedlichen Orten bzw. Positionen angeordnete (Fahrzeug-)Komponenten, wie etwa elektrischer Energiespeicher, Antriebskomponenten oder Kühler, an diesem angeschlossen werden müssen.An electric vehicle may be equipped with a cooling system as described above. In particular, such a cooling system can be accommodated in a front area of the electric vehicle. For this purpose, the central valve device and large parts of the coolant circuits connected to it can be be combined in a central cooling system module. It is possible for the central cooling system module to be designed such that only (vehicle) components arranged at different locations or positions in the electric vehicle, such as electrical energy stores, drive components or coolers, have to be connected to it.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren. Dabei zeigt:

  • 1 ein vereinfachtes und schematisches Prinzipschaltbild eines Kühlsystems mit Zentralventileinrichtung;
  • 2 eine Vergrößerung der Zentralventileinrichtung der 1 mit nummerierten Anschlüssen;
  • 3 in den Teilfiguren A) und B) eine erste Schaltstellung der Zentralventileinrichtung in dem Kühlsystem und der mittels der Zentralventileinrichtung hergestellten Verbindungen zwischen jeweiligen Kühlmittelrückläufen und Kühlmittelvorläufen;
  • 4 in den Teilfiguren A) und B) eine zweite Schaltstellung der Zentralventileinrichtung in dem Kühlsystem und der mittels der Zentralventileinrichtung hergestellten Verbindungen zwischen jeweiligen Kühlmittelrückläufen und Kühlmittelvorläufen;
  • 5 in den Teilfiguren A) und B) eine dritte Schaltstellung der Zentralventileinrichtung in dem Kühlsystem und der mittels der Zentralventileinrichtung hergestellten Verbindungen zwischen jeweiligen Kühlmittelrückläufen und Kühlmittelvorläufen;
  • 6 in den Teilfiguren A) und B) eine vierte Schaltstellung der Zentralventileinrichtung in dem Kühlsystem und der mittels der Zentralventileinrichtung hergestellten Verbindungen zwischen jeweiligen Kühlmittelrückläufen und Kühlmittelvorläufen;
  • 7 in den Teilfiguren A) und B) eine fünfte Schaltstellung der Zentralventileinrichtung in dem Kühlsystem und der mittels der Zentralventileinrichtung hergestellten Verbindungen zwischen jeweiligen Kühlmittelrückläufen und Kühlmittelvorläufen;
  • 8 in den Teilfiguren A) und B) eine sechste Schaltstellung der Zentralventileinrichtung in dem Kühlsystem und der mittels der Zentralventileinrichtung hergestellten Verbindungen zwischen jeweiligen Kühlmittelrückläufen und Kühlmittelvorläufen;
  • 9 in den Teilfiguren A) und B) eine siebte Schaltstellung der Zentralventileinrichtung in dem Kühlsystem und der mittels der Zentralventileinrichtung hergestellten Verbindungen zwischen jeweiligen Kühlmittelrückläufen und Kühlmittelvorläufen;
  • 10 das Kühlsystem der 1 mit einem zentralen Thermomanagement-Modul.
Further advantages and details of the invention result from the following description of embodiments with reference to the figures. It shows:
  • 1 a simplified and schematic block diagram of a cooling system with a central valve device;
  • 2 an enlargement of the central valve device of 1 with numbered connectors;
  • 3 in sub-figures A) and B) a first switching position of the central valve device in the cooling system and the connections established by means of the central valve device between the respective coolant returns and coolant supplies;
  • 4 in sub-figures A) and B) a second switching position of the central valve device in the cooling system and the connections established by means of the central valve device between the respective coolant returns and coolant supplies;
  • 5 in sub-figures A) and B) a third switching position of the central valve device in the cooling system and the connections established by means of the central valve device between the respective coolant returns and coolant supplies;
  • 6 in sub-figures A) and B) a fourth switching position of the central valve device in the cooling system and the connections established by means of the central valve device between the respective coolant returns and coolant supplies;
  • 7 in sub-figures A) and B) a fifth switching position of the central valve device in the cooling system and the connections established by means of the central valve device between the respective coolant returns and coolant supplies;
  • 8th in sub-figures A) and B) a sixth switching position of the central valve device in the cooling system and the connections established by means of the central valve device between the respective coolant returns and coolant supplies;
  • 9 in sub-figures A) and B) a seventh switching position of the central valve device in the cooling system and the connections established by means of the central valve device between the respective coolant returns and coolant supplies;
  • 10 the cooling system 1 with a central thermal management module.

In 1 ist vereinfacht und schematisch ein Kühlsystem 100 für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug 200 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 200, insbesondere Elektrofahrzeug, ist dabei in 1 lediglich als schematisches Rechteck um das Kühlsystem 100 herum angedeutet.In 1 a cooling system 100 for an at least partially electrically driven motor vehicle 200 is shown in a simplified and schematic manner. The motor vehicle 200, in particular an electric vehicle, is in 1 only indicated as a schematic rectangle around the cooling system 100.

Das Kühlsystem 100 bildet insgesamt einen Gesamtkreislauf für Kühlmittel zum Kühlen bzw. Konditionieren bzw. Temperieren von Komponenten des Kraftfahrzeugs 200. Das Kühlsystem weist eine Zentralventileinrichtung 12 auf, die nachfolgend auch alternativ als Zentralventil 12 angesprochen wird.Overall, the cooling system 100 forms an overall circuit for coolant for cooling or conditioning or temperature control of components of the motor vehicle 200. The cooling system has a central valve device 12, which is also alternatively referred to below as the central valve 12.

Das Kühlsystem 100 weist einen ersten Kühlmittelkreislauf KK1 zur Kühlung von wenigstens einer elektrischen oder/und mechanischen Komponente 14 des Kraftfahrzeugs 200 auf. Dabei weist der erste Kühlmittelkreislauf KK1 eine erste Kühlmittelpumpe 16 und einen Kühler 18 auf. Unter dem Begriff elektrische oder/und mechanische Komponente 14 sind hier verschiedene Bauteile zusammengefasst, wie beispielsweise ein hier nicht dargestellter Elektromotor oder/und ein Stromwandler, wie etwa DC/DC-Wandler, ein Getriebe oder dergleichen.Cooling system 100 has a first coolant circuit KK1 for cooling at least one electrical and/or mechanical component 14 of motor vehicle 200. The first coolant circuit KK1 has a first coolant pump 16 and a cooler 18 . The term electrical and/or mechanical component 14 summarizes various components here, such as an electric motor (not shown here) and/or a current converter, such as a DC/DC converter, a gear or the like.

Das Kühlsystem 100 weist ferner einen zweiten Kühlmittelkreislauf KK2 auf zur Kühlung eines elektrischen Energiespeichers 20, insbesondere einer Hochvolt-Batterie, wobei der zweite Kühlmittelkreislauf KK2 eine zweite Kühlmittelpumpe 22 aufweist.The cooling system 100 also has a second coolant circuit KK2 for cooling an electrical energy store 20, in particular a high-voltage battery, the second coolant circuit KK2 having a second coolant pump 22.

Das Kühlsystem 100 umfasst ferner einen dritten Kühlmittelkreislauf KK3 zur Konditionierung des elektrischen Energiespeichers 20, wobei der dritte Kühlmittelkreislauf KK3 einen Wärmeübertrager 24, insbesondere Chiller, aufweist, der mit einer hier nur vereinfacht als Rechteck dargestellten Kälteanlage 26 des Elektrofahrzeugs in thermischer Wirkverbindung steht. Ferner kann im dritten Kühlmittelkreislauf KK3 ein Zusatzheizmodul 28 vorgesehen sein Das Zusatzheizmodul 28 kann beispielsweise eine elektrischer Zusatzheizer bzw. eine Hochvolt-Heizer sein.The cooling system 100 also includes a third coolant circuit KK3 for conditioning the electrical energy store 20, the third coolant circuit KK3 having a heat exchanger 24, in particular a chiller, which is connected to a refrigeration system 26 of the Electric vehicle is in thermal connection. Furthermore, an additional heating module 28 can be provided in the third coolant circuit KK3. The additional heating module 28 can, for example, be an electric additional heater or a high-voltage heater.

Der zweite Kühlmittelkreislauf KK2 und der dritte Kühlmittelkreislauf KK3 können gemeinsam auch als sogenannter Batteriekreislauf bezeichnet werden.The second coolant circuit KK2 and the third coolant circuit KK3 can also be collectively referred to as a so-called battery circuit.

Das Kühlsystem 100 weist einen Ausgleichsbehälter 30 auf. Mittels des Ausgleichsbehälters 30 kann das Kühlsystem 100 mit Kühlmittel befüllt werden. Der Ausgleichsbehälter 30 steht über einen Leitungsabschnitt 32 mit einer Luftabscheidungsvorrichtung 34 in Verbindung die im ersten Kühlmittelkreislauf KK1 angeordnet ist. Die Luftabscheidungsvorrichtung 32 ist im gezeigten Beispiel stromaufwärts von der ersten Kühlmittelpumpe 16 angeordnet. Wird mit dem Kühlsystem eine Entlüftungsroutine durchgeführt, kann Luft bzw. können Luftblasen über den Leitungsabschnitt 32 in den Ausgleichsbehälter 30 entweichen.The cooling system 100 has an expansion tank 30 . The cooling system 100 can be filled with coolant by means of the expansion tank 30 . The expansion tank 30 is connected via a line section 32 to an air separation device 34 which is arranged in the first coolant circuit KK1. In the example shown, the air separation device 32 is arranged upstream of the first coolant pump 16 . If a venting routine is carried out with the cooling system, air or air bubbles can escape into the expansion tank 30 via the line section 32 .

Der erste Kühlmittelkreislauf KK1 kann einen stromabwärts von der ersten Kühlmittelpumpe 16 und stromaufwärts von dem Kühler 18 abzweigenden Bypassabschnitt 36 aufweisen. Der Bypassabschnitt 36 beginnt an einer Abzweigung 38 und endet an der Zentralventileinrichtung 12. Somit bildet der Bypassabschnitt 36 einen sogenannten Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 zu der Zentralventileinrichtung 12.The first coolant circuit KK1 can have a bypass section 36 branching off downstream of the first coolant pump 16 and upstream of the radiator 18 . The bypass section 36 begins at a junction 38 and ends at the central valve device 12. The bypass section 36 thus forms a so-called bypass coolant return KRB of the first coolant circuit KK1 to the central valve device 12.

Der erste Kühlmittelkreislauf KK1 kann weiter einen stromabwärts von der ersten Kühlmittelpumpe 16 und stromaufwärts von der zu kühlenden antriebsseitigen Komponente 14 abzweigenden Zusatzabschnitt 40 aufweisen. Der Zusatzabschnitt 40 beginnt an einer Abzweigung 42 und endet an der Zentralventileinrichtung 12. Somit bildet der Zusatzabschnitt 40 einen Zusatz-Kühlmittelrücklauf KRZ des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1.The first coolant circuit KK1 can further have an additional section 40 branching off downstream from the first coolant pump 16 and upstream from the drive-side component 14 to be cooled. The additional section 40 begins at a branch 42 and ends at the central valve device 12. The additional section 40 thus forms an additional coolant return KRZ of the first coolant circuit KK1.

Wie sich aus der obigen Beschreibung des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 ergibt, weist dieser im gezeigten Beispiel ausgehend von der Zentralventileinrichtung 12 einen Kühlmittelvorlauf KV1 und einen den Kühler 18 aufweisenden Kühlmittelrücklauf KR1 auf. Ferner kann Kühlmittel im ersten Kühlmittelkreislauf KK1 auch über den Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB oder/und den Zusatz-Kühlmittelrücklauf KRZ wieder zurück zum Zentralventil 12 geführt werden.As can be seen from the above description of the first coolant circuit KK1 , in the example shown, starting from the central valve device 12 , this has a coolant feed KV1 and a coolant return KR1 having the cooler 18 . Furthermore, coolant in the first coolant circuit KK1 can also be routed back to the central valve 12 via the bypass coolant return KRB and/or the additional coolant return KRZ.

Der zweite Kühlmittelkreislauf KK2 weist ausgehend von dem Zentralventil 12 einen Kühlmittelvorlauf KV2 und einen den elektrischen Energiespeicher 20 aufweisenden Kühlmittelrücklauf KR2 auf. Zusätzlich kann der zweite Kühlmittelkreislauf KK2 einen Lade-Kühlmittelvorlauf KVL aufweist, der strömungstechnisch parallel zur zweiten Kühlmittelpumpe 22 angeordnet ist. der Lade-Kühlmittelvorlauf KVL beginnt beim Zentralventil 12 und endet an einem Abzweig 44, der stromabwärts von der zweiten Kühlmittelpumpe 22 angeordnet ist.Starting from the central valve 12 , the second coolant circuit KK2 has a coolant supply line KV2 and a coolant return line KR2 that has the electrical energy store 20 . In addition, the second coolant circuit KK2 can have a charging coolant flow KVL, which is arranged in parallel to the second coolant pump 22 in terms of flow. the charging coolant flow KVL begins at the central valve 12 and ends at a branch 44 which is arranged downstream of the second coolant pump 22 .

Ferner zweigt im zweiten Kühlmittelkreislauf KK2 stromaufwärts von der zweiten Kühlmittelpumpe 22 eine Ausgleichsleitung 46 ab, die strichpunktiert dargestellt ist. Die Ausgleichsleitung 46 mündet in den Ausgleichsbehälter 30, so dass auf diese Weise ein Kühlmittelausgleich bzw. Druckausgleich in dem Kühlsystem 100 erfolgen kann. Über die Ausgleichsleitung 46 kann auch Luft in den Ausgleichsbehälter 30 entweichen kann.Furthermore, in the second coolant circuit KK2, upstream of the second coolant pump 22, a compensating line 46 branches off, which is shown in broken lines. The compensating line 46 opens into the compensating tank 30 so that a coolant compensation or pressure compensation in the cooling system 100 can take place in this way. Air can also escape into the equalizing tank 30 via the equalizing line 46 .

Der dritte Kühlmittelkreislauf KK3 weist ausgehend von dem Zentralventil 12 einen Kühlmittelvorlauf KV3 und einen Kühlmittelrücklauf KR3 auf. Im gezeigten Beispiel umfasst der dritte Kühlmittelkreislauf KK3 einen Chiller-Kühlmittelvorlauf KVC und einen Zusatzheizer-Kühlmittelvorlauf KVH auf, die strömungstechnisch parallel zueinander angeordnet sind. Die beiden strömungstechnisch parallelen Vorläufe KVC und KVH münden in einem Abzweig 48.Starting from the central valve 12, the third coolant circuit KK3 has a coolant supply KV3 and a coolant return KR3. In the example shown, the third coolant circuit KK3 includes a chiller coolant flow KVC and an additional heater coolant flow KVH, which are fluidically arranged parallel to one another. The two aerodynamically parallel feeds KVC and KVH flow into a branch 48.

Bei dem oben unter Bezugnahme auf die 1 beschriebenen Kühlsystem 100 stellt die Zentralventileinrichtung 12 ein zentrales Element dar, das als Ausgangspunkt für die Topologie des Kühlsystems bzw. der Kühlmittelkreisläufe KK1, KK2, KK3 dient. Dabei ist das Zentralventil 12 insbesondere so ausgeführt bzw. ausgestaltet, dass alle Verschaltungen der Kühlmittelkreisläufe KK1, KK2, KK3 einzig mittels Verstellung der Zentralventileinrichtung 12 einstellbar sind. Dabei kann die Zentralventileinrichtung 12 je nach Schaltstellung als Mischventil oder/und Umschaltventil für einen betreffenden Kühlmittelkreislauf KK1, KK2, KK3 wirken.In the case of the above with reference to the 1 In the cooling system 100 described, the central valve device 12 represents a central element that serves as the starting point for the topology of the cooling system or the coolant circuits KK1, KK2, KK3. In this case, the central valve 12 is in particular designed or designed in such a way that all connections of the coolant circuits KK1 , KK2 , KK3 can only be adjusted by adjusting the central valve device 12 . Depending on the switching position, the central valve device 12 can act as a mixing valve and/or switching valve for a relevant coolant circuit KK1, KK2, KK3.

2 zeigt das Zentralventil 12 in einer vergrößerten schematischen Darstellung mit nummerierten Anschlüssen. In dem dargestellten Beispiel sind Anschlüsse der Zentralventileinrichtung 12 wie folgt den Vorläufen KVx bzw. Rückläufen KRx der jeweiligen Kühlmittelkreisläufe KKn zugeordnet: Anschluss Kühlmittelkreislauf KKn Vorlauf KVx Rücklauf KRx 1 KK2 KV2 --- 2 KK2 KVL --- 3 KK2 --- KR2 4 KK1 --- KR1 5 KK1 --- KRB 6 KK1 KV1 --- 7 KK1 --- KRZ 8 KK3 KVC/KV3 9 KK3 KVH --- 10 KK3 --- KR3 2 shows the central valve 12 in an enlarged schematic representation with numbered connections. In the example shown, connections of the central valve device 12 are assigned to the feeds KVx and returns KRx of the respective coolant circuits KKn as follows: connection Coolant circuit KKn Forward KVx Return KRx 1 KK2 KV2 --- 2 KK2 KVL --- 3 KK2 --- KR2 4 KK1 --- KR1 5 KK1 --- KRB 6 KK1 KV1 --- 7 KK1 --- KRZ 8th KK3 KVC/KV3 9 KK3 KVH --- 10 KK3 --- KR3

Die hier beispielhaft verwendete Nummerierung der Anschlüsse 1 bis 10 kann natürlich auch eine andere sein. Ferner kann die Zentralventileinrichtung 12 auch mehr oder weniger als die hier beispielhaft gezeigten zehn Anschlüsse aufweisen.The numbering of the connections 1 to 10 used here as an example can of course also be different. Furthermore, the central valve device 12 can also have more or fewer than the ten connections shown here as an example.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 3 bis 9 verschiedene Schaltstellungen der Zentralventileinrichtung bzw. des Zentralventils 12 beschrieben, wobei jeweils in der oberen Figur, die mit A) gekennzeichnet ist, die aktiv durchströmten Leitungen durchgezogen und die nicht durchströmten Leitungen punktiert dargestellt sind. Leitungen bzw. Leitungsabschnitte, die optional durchströmt werden können, sind gestrichelt dargestellt. In der jeweils unteren Figur B) sind die mittels der Zentralventileinrichtung 12 in der jeweiligen Schaltstellung hergestellten Verbindungen zwischen Vorläufen und Rückläufen der verschiedenen Kühlmittelkreisläufe KK1, KK2, KK3 dargestellt. Dabei ist zu beachten, dass sich kreuzende Linien keine fluidtechnische Verbindung darstellen. Eine in der Zentralventileinrichtung 12 vorgesehene bzw. einstellbare Verbindung ist mittels eines schwarzen Punkts dargestellt. Die Schaltstellungen sind mit römischen Ziffern bezeichnet.In the following, with reference to the 3 until 9 various switching positions of the central valve device or of the central valve 12 are described, with the upper figure, which is marked with A), showing the lines through which flow is active and the lines through which flow does not flow are shown as dotted. Lines or line sections through which flow can optionally take place are shown in dashed lines. In the respective bottom figure B), the connections established by means of the central valve device 12 in the respective switching position between the feeds and returns of the various coolant circuits KK1, KK2, KK3 are shown. It should be noted that crossing lines do not represent a fluid connection. A connection provided or adjustable in the central valve device 12 is represented by a black dot. The switching positions are marked with Roman numerals.

3 zeigt eine erste Schaltstellung I des Zentralventils 12. Diese Schaltstellung I kann auch als Grundstellung oder Ausgangsstellung bezeichnet werden. In dieser ersten Schaltstellung I sind folgende Verbindungen hergestellt:

  • a) Kühlmittelrücklauf KR1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 mit dem Kühlmittelvorlauf KV2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 4 und 1 miteinander in Verbindung.
  • b) Kühlmittelrücklauf KR2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2 mit dem Kühlmittelvorlauf KV3 (KVC) des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 3 und 8 miteinander in Verbindung.
  • c) Kühlmittelrücklauf KR3 des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3 mit dem Kühlmittelvorlauf KV1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 10 und 6 miteinander in Verbindung.
  • d) Kühlmittelrücklauf KR2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2 mit dem Zusatzheizer-Kühlmittelvorlauf KVH des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 3 und 9 miteinander in Verbindung; entsprechend wird der Kühlmittelstrom vom Anschluss 3 innerhalb des Zentralventils auf die Anschlüsse 8 und 9 aufgeteilt bzw. verzweigt.
3 shows a first switching position I of the central valve 12. This switching position I can also be referred to as the basic position or starting position. In this first switching position I, the following connections are established:
  • a) coolant return KR1 of the first coolant circuit KK1 with the coolant supply KV2 of the second coolant circuit KK2; in the central valve 12, the connections 4 and 1 are connected to one another.
  • b) coolant return KR2 of the second coolant circuit KK2 with the coolant supply KV3 (KVC) of the third coolant circuit KK3; in the central valve 12, the connections 3 and 8 are connected to one another.
  • c) coolant return KR3 of the third coolant circuit KK3 with the coolant supply KV1 of the first coolant circuit KK1; in the central valve 12, the connections 10 and 6 are connected to one another.
  • d) coolant return KR2 of the second coolant circuit KK2 with the additional heater coolant supply KVH of the third coolant circuit KK3; in the central valve 12, the connections 3 and 9 are connected to one another; Correspondingly, the coolant flow from port 3 within the central valve is split or branched to ports 8 and 9.

In der ersten Schaltstellung I sind die Anschlüsse 2, 5 und 7 geblockt bzw. gesperrt, so dass das Kühlmittel in den entsprechenden Leitungsabschnitten KVL, KR3 und KRZ steht bzw. nicht einströmt.In the first switching position I, the connections 2, 5 and 7 are blocked or closed, so that the coolant is in the corresponding line sections KVL, KR3 and KRZ or does not flow in.

In dieser ersten Schaltstellung (Grundstellung) kann das Kühlsystem 100 beispielsweise befüllt werden über den Ausgleichsbehälter 30. Ferner kann diese erste Schaltstellung auch eine Grundstellung dahingehend sein, dass das Kühlsystem 100 beim Starten der Kühlung bzw. des Elektrofahrzeugs zunächst in dieser Einstellung betrieben wird. In dieser Schaltstellung I ist der erste Kühlmittelkreislauf KK1 strömungstechnisch mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf KK2 verbunden.In this first switching position (basic position), the cooling system 100 can be filled, for example, via the expansion tank 30. Furthermore, this first switching position can also be a basic position be going that the cooling system 100 is initially operated in this setting when starting the cooling or the electric vehicle. In this switch position I, the first coolant circuit KK1 is fluidically connected to the second coolant circuit KK2.

4 zeigt eine zweite Schaltstellung II des Zentralventils 12. Diese Schaltstellung II kann auch als Kühlen mit getrennten Kreisen bezeichnet werden. In dieser zweiten Schaltstellung II sind folgende Verbindungen hergestellt:

  • a) Kühlmittelrücklauf KR1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 mit dem Kühlmittelvorlauf KV1 des ersten Kühlmittelkreislaufs; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 4 und 6 miteinander in Verbindung;
  • b) Kühlmittelrücklauf KR2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2 mit dem Kühlmittelvorlauf KV3/KVC des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 3 und 8 miteinander in Verbindung;
  • c) Kühlmittelrücklauf KR3 des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3 mit dem Kühlmittelvorlauf KV2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 10 und 1 miteinander in Verbindung;
  • d) Optional: Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 mit dem Kühlmittelvorlauf KV1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1, wobei Kühlmittel aus dem Kühlmittelrücklauf KR1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 und aus dem Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB gemischt wird; im Zentralventil 12 stehen in diesem Fall also die Anschlüsse 4, 5 mit dem Anschluss 6 in Verbindung, wobei die übrigen Verbindungen b) und c) beibehalten werden können. Alternativ kann der gesamte Kühlmittelvolumenstrom auch nur über den Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB geleitet werden. In einem solchen Fall würden nur die Anschlüsse 5 und 6 miteinander in Verbindung stehen, Anschluss 4 wäre aber gesperrt.
4 shows a second switch position II of the central valve 12. This switch position II can also be referred to as cooling with separate circuits. The following connections are made in this second switching position II:
  • a) coolant return KR1 of the first coolant circuit KK1 with the coolant supply KV1 of the first coolant circuit; in the central valve 12, the connections 4 and 6 are connected to one another;
  • b) coolant return KR2 of the second coolant circuit KK2 with the coolant supply KV3/KVC of the third coolant circuit KK3; in the central valve 12, the connections 3 and 8 are connected to one another;
  • c) coolant return KR3 of the third coolant circuit KK3 with the coolant supply KV2 of the second coolant circuit KK2; in the central valve 12, the connections 10 and 1 are connected to one another;
  • d) Optional: bypass coolant return KRB of the first coolant circuit KK1 with the coolant supply KV1 of the first coolant circuit KK1, wherein coolant from the coolant return KR1 of the first coolant circuit KK1 and from the bypass coolant return KRB is mixed; In this case, the connections 4, 5 in the central valve 12 are connected to the connection 6, while the other connections b) and c) can be retained. Alternatively, the entire coolant volume flow can also only be routed via the bypass coolant return KRB. In such a case, only ports 5 and 6 would communicate with each other, but port 4 would be blocked.

In der zweiten Schaltstellung II sind die Anschlüsse 2, 7 und 9 geblockt bzw. gesperrt, so dass das Kühlmittel in den entsprechenden Leitungsabschnitten KVL, KRZ und KVH steht bzw. nicht einströmt.In the second switching position II, the connections 2, 7 and 9 are blocked or locked, so that the coolant is in the corresponding line sections KVL, KRZ and KVH or does not flow in.

In der Schaltstellung II werden die zu kühlenden Komponenten in getrennten Kreisläufen gekühlt. Antriebsseitige Komponenten 14 werden durch Kühlmittel gekühlt, das nur im ersten Kühlmittelkreislauf zirkuliert mittels der ersten Kühlmittelpumpe 16. Der elektrische Energiespeicher 20 wird durch Kühlmittel gekühlt, das in den strömungstechnisch miteinander verbundenen Kühlmittelkreisläufen KK2 und KK3 zirkuliert mittels der zweiten Kühlmittelpumpe 22. In dieser Schaltstellung II ist der erste Kühlmittelkreislauf KK1 von dem zweiten Kühlmittelkreislauf KK2 getrennt, so dass die beiden Kühlmittelpumpen 16, 22 jeweils autonome Kühlmittelkreisläufe betreiben.In switching position II, the components to be cooled are cooled in separate circuits. Drive-side components 14 are cooled by coolant that circulates only in the first coolant circuit by means of the first coolant pump 16. The electrical energy store 20 is cooled by coolant that circulates in the fluidically interconnected coolant circuits KK2 and KK3 by means of the second coolant pump 22. In this switching position II the first coolant circuit KK1 is separated from the second coolant circuit KK2, so that the two coolant pumps 16, 22 each operate autonomous coolant circuits.

5 zeigt eine dritte Schaltstellung III des Zentralventils 12. Diese Schaltstellung III kann auch als DC-Max Laden bezeichnet werden. In dieser dritten Schaltstellung III sind folgende Verbindungen hergestellt:

  • a) Zirklulations-Kühlmittelrücklauf KRZ des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 mit dem Lade-Kühlmittelvorlauf KVL des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 7 und 2 miteinander in Verbindung;
  • b) Kühlmittelrücklauf KR2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2 mit dem Kühlmittelvorlauf KV3/KVC des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 3 und 8 miteinander in Verbindung;
  • c) Kühlmittelrücklauf KR3 des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3 mit dem zu dem Lade-Kühlmittelvorlauf KVL parallelen Kühlmittelvorlauf KV2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2; in dem Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 10 und 1 miteinander in Verbindung;
  • d) Kühlmittelrücklauf KR3 des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3 mit dem Kühlmittelvorlauf KV1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1; in dem Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 10 und 6 miteinander in Verbindung;
  • e) Optional: Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 mit dem Kühlmittelvorlauf KV1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1, wobei Kühlmittel aus dem Kühlmittelrücklauf KR3 des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3 und dem Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB gemischt werden.
5 shows a third switching position III of the central valve 12. This switching position III can also be referred to as DC-Max charging. The following connections are made in this third switching position III:
  • a) circulation coolant return KRZ of the first coolant circuit KK1 with the charging coolant supply KVL of the second coolant circuit KK2; in the central valve 12, the connections 7 and 2 are connected to one another;
  • b) coolant return KR2 of the second coolant circuit KK2 with the coolant supply KV3/KVC of the third coolant circuit KK3; in the central valve 12, the connections 3 and 8 are connected to one another;
  • c) coolant return KR3 of the third coolant circuit KK3 with the coolant supply KV2 of the second coolant circuit KK2, which is parallel to the charging coolant supply KVL; in the central valve 12, the ports 10 and 1 are connected to one another;
  • d) coolant return KR3 of the third coolant circuit KK3 with the coolant supply KV1 of the first coolant circuit KK1; in the central valve 12, the ports 10 and 6 are connected to one another;
  • e) Optional: bypass coolant return KRB of the first coolant circuit KK1 with the coolant supply KV1 of the first coolant circuit KK1, wherein coolant from the coolant return KR3 of the third coolant circuit KK3 and the bypass coolant return KRB are mixed.

Bei den oben für die dritte Schaltstellung III beschriebenen Verbindungen c) und d) ist anzumerken, dass der Kühlmittelmassenstrom innerhalb des Zentralventils auf die Anschlüsse 1 und 6 verteilt wird. In der dritten Schaltstellung III sind die beiden Kühlmittelpumpen 16, 22 parallel zueinander geschaltet. Hierdurch wird insbesondere an dem elektrischen Energiespeicher 20 eine verbesserte bzw. gesteigerte Kühlung erreicht, was insbesondere beim (Schnell-)Laden des Energiespeichers 20 nützlich ist. In dieser Schaltstellung III ist der erste Kühlmittelkreislauf KK1 strömungstechnisch mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf KK2 verbunden. In diesem Fall kann ein Kühlmittelausgleich bzw. eine Entlüftung unter Einbezug des Ausgleichsbehälters 30 stattfinden.In the case of the connections c) and d) described above for the third switching position III, it should be noted that the coolant mass flow is distributed to the connections 1 and 6 within the central valve. In the third switching position III, the two coolant pumps 16, 22 are connected in parallel to one another. This results in improved or increased cooling, in particular on the electrical energy store 20 achieved, which is particularly useful when (rapidly) charging the energy store 20 . In this switching position III, the first coolant circuit KK1 is fluidically connected to the second coolant circuit KK2. In this case, coolant equalization or venting can take place, including the expansion tank 30 .

In der dritten Schaltstellung III sind die Anschlüsse 4 und 9 geblockt bzw. gesperrt, so dass das Kühlmittel in den entsprechenden Leitungsabschnitten KR1 und KVH steht bzw. nicht einströmt.In the third switching position III, the connections 4 and 9 are blocked or blocked, so that the coolant is in the corresponding line sections KR1 and KVH or does not flow in.

6 zeigt eine vierte Schaltstellung IV des Zentralventils 12. Diese Schaltstellung IV kann auch als kombinierte Kreise bezeichnet werden. In dieser vierten Schaltstellung IV sind folgende Verbindungen hergestellt:

  • a) Kühlmittelrücklauf KR1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 mit dem Kühlmittelvorlauf KV2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 4 und 1 miteinander in Verbindung;
  • b) Kühlmittelrücklauf KR2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2 mit dem Kühlmittelvorlauf KV3/KVC des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 3 und 8 miteinander in Verbindung;
  • c) Kühlmittelrücklauf KR3 des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3 mit dem zu dem Kühlmittelvorlauf KV1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1; in dem Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 10 und 6 miteinander in Verbindung;
  • d) Optional: Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 mit dem Kühlmittelvorlauf KV2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2, wobei Kühlmittel aus dem Kühlmittelrücklauf KR1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 und dem Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB gemischt werden oder wobei Kühlmittel nur über den Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB geleitet wird.
6 shows a fourth switching position IV of the central valve 12. This switching position IV can also be referred to as a combined circuit. The following connections are made in this fourth switching position IV:
  • a) coolant return KR1 of the first coolant circuit KK1 with the coolant supply KV2 of the second coolant circuit KK2; in the central valve 12, the ports 4 and 1 are connected to one another;
  • b) coolant return KR2 of the second coolant circuit KK2 with the coolant supply KV3/KVC of the third coolant circuit KK3; in the central valve 12, the connections 3 and 8 are connected to one another;
  • c) coolant return KR3 of the third coolant circuit KK3 with the coolant supply KV1 of the first coolant circuit KK1; in the central valve 12, the ports 10 and 6 are connected to one another;
  • d) Optional: bypass coolant return KRB of the first coolant circuit KK1 with the coolant supply KV2 of the second coolant circuit KK2, with coolant from the coolant return KR1 of the first coolant circuit KK1 and the bypass coolant return KRB being mixed or with coolant being routed only via the bypass coolant return KRB becomes.

In der vierten Schaltstellung IV sind die Anschlüsse 2, 7 und 9 geblockt bzw. gesperrt, so dass das Kühlmittel in den entsprechenden Leitungsabschnitten KVL, KRZ und KVH steht bzw. nicht einströmt.In the fourth switching position IV, the connections 2, 7 and 9 are blocked or closed, so that the coolant is in the corresponding line sections KVL, KRZ and KVH or does not flow in.

In dieser Schaltstellung IV ist der erste Kühlmittelkreislauf KK1 strömungstechnisch mit dem zweiten Kühlmittelkreislauf KK2 verbunden. In diesem Fall kann ein Kühlmittelausgleich bzw. eine Entlüftung unter Einbezug des Ausgleichsbehälters 30 stattfinden.In this switching position IV, the first coolant circuit KK1 is fluidically connected to the second coolant circuit KK2. In this case, coolant equalization or venting can take place, including the expansion tank 30 .

7 zeigt eine fünfte Schaltstellung V des Zentralventils 12. Diese Schaltstellung V kann auch als Heizen der Batterie bezeichnet werden. In dieser fünften Schaltstellung V sind folgende Verbindungen hergestellt:

  1. a) Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 mit dem Kühlmittelvorlauf KV1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 5 und 6 miteinander in Verbindung;
  2. b) Kühlmittelrücklauf KR2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2 mit dem Zusatzheizer-Kühlmittelvorlauf KVH des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 3 und 9 miteinander in Verbindung;
  3. c) Kühlmittelrücklauf KR3 des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3 mit dem Kühlmittelvorlauf KV2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2; in dem Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 10 und 1 miteinander in Verbindung;
  4. d) Optional: Kühlmittelrücklauf KR1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 mit dem Kühlmittelvorauf KV1, so dass der Kühlmittelvolumenstrom auf den Kühlmittelrücklauf KR1 und den Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB aufgeteilt wird.
7 shows a fifth switching position V of the central valve 12. This switching position V can also be referred to as heating the battery. The following connections are made in this fifth switching position V:
  1. a) bypass coolant return KRB of the first coolant circuit KK1 with the coolant supply KV1 of the first coolant circuit KK1; in the central valve 12, the connections 5 and 6 are connected to one another;
  2. b) coolant return KR2 of the second coolant circuit KK2 with the additional heater coolant supply KVH of the third coolant circuit KK3; in the central valve 12, the connections 3 and 9 are connected to one another;
  3. c) coolant return KR3 of the third coolant circuit KK3 with the coolant supply KV2 of the second coolant circuit KK2; in the central valve 12, the ports 10 and 1 are connected to one another;
  4. d) Optional: coolant return KR1 of the first coolant circuit KK1 with the coolant flow KV1, so that the coolant volume flow is divided between the coolant return KR1 and the bypass coolant return KRB.

In der fünften Schaltstellung V sind die Anschlüsse 2, 4, 7 und 8 geblockt bzw. gesperrt, so dass das Kühlmittel in den entsprechenden Leitungsabschnitten KVL, KR1, KRZ und KVC steht bzw. nicht einströmt.In the fifth switching position V, the connections 2, 4, 7 and 8 are blocked or locked, so that the coolant is in the corresponding line sections KVL, KR1, KRZ and KVC or does not flow in.

In der Schaltstellung V kann Kühlmittel mittels des Zusatzheizers 28 im dritten Kühlmittelkreislauf erwärmt werden. Das erwärmte Kühlmittel strömt dann in den zweiten Kühlmittelkreislauf KK2, wo es Wärme an den elektrischen Energiespeicher 20 abgeben kann, so dass dieser temperiert bzw. konditioniert wird. In dieser Schaltstellung V ist der erste Kühlmittelkreislauf KK1 von dem zweiten Kühlmittelkreislauf KK2 getrennt, so dass die beiden Kühlmittelpumpen 16, 22 jeweils autonome Kühlmittelkreisläufe betreiben.In switch position V, coolant can be heated by means of additional heater 28 in the third coolant circuit. The heated coolant then flows into the second coolant circuit KK2, where it can give off heat to the electrical energy store 20, so that the latter is tempered or conditioned. In this switching position V, the first coolant circuit KK1 is separated from the second coolant circuit KK2, so that the two coolant pumps 16, 22 each operate autonomous coolant circuits.

8 zeigt eine sechste Schaltstellung VI des Zentralventils 12. Diese Schaltstellung VI kann auch als Wärmepumpenbetrieb bezeichnet werden. In dieser sechsten Schaltstellung VI sind folgende Verbindungen hergestellt:

  • a) Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 mit dem (Chiller-)Kühlmittelvorlauf KV3/KVC des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 5 und 8 miteinander in Verbindung;
  • b) Kühlmittelrücklauf KR2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2 mit dem Kühlmittelvorlauf KV2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 3 und 1 miteinander in Verbindung;
  • c) Kühlmittelrücklauf KR3 des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3 mit dem Kühlmittelvorlauf KV1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1; in dem Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 10 und 6 miteinander in Verbindung.
8th shows a sixth switching position VI of the central valve 12. This switching position VI can also be referred to as heat pump operation. The following connections are made in this sixth switching position VI:
  • a) bypass coolant return KRB of the first coolant circuit KK1 with the (chiller) coolant supply KV3/KVC of the third coolant circuit KK3; in the central valve 12, the connections 5 and 8 are connected to one another;
  • b) coolant return KR2 of the second coolant circuit KK2 with the coolant supply KV2 of the second coolant circuit KK2; in the central valve 12, the ports 3 and 1 are connected to one another;
  • c) coolant return KR3 of the third coolant circuit KK3 with the coolant supply KV1 of the first coolant circuit KK1; in the central valve 12, the connections 10 and 6 are therefore connected to one another.

In der sechsten Schaltstellung VI sind die Anschlüsse 2, 4, 7 und 9 geblockt bzw. gesperrt, so dass das Kühlmittel in den entsprechenden Leitungsabschnitten KVL, KR1, KRZ und KVH steht bzw. nicht einströmt.In the sixth switching position VI, the connections 2, 4, 7 and 9 are blocked or blocked, so that the coolant is in the corresponding line sections KVL, KR1, KRZ and KVH or does not flow in.

In der Schaltstellung VI nimmt das Kühlmittel im Bereich der antriebsseitigen Komponente(n) 14 im ersten Kühlmittelkreislauf KK1 Wärme auf. Das erwärmte Kühlmittel strömt unter Umgehung des Kühlers 18 mittels des Bypass-Kühlmittelrücklaufs KRB in den dritten Kühlmittelkreislauf KK3 und dort in den Chiller 24. Im Chiller 24 gibt das Kühlmittel Wärme an das Kältemittel der Kälteanlage 26 des Kraftfahrzeugs 200 ab. Der Chiller 24 arbeitet folglich als Wasser-Wärmpumpe für die Kälteanlage 26. In dieser Schaltstellung VI ist der erste Kühlmittelkreislauf KK1 von dem zweiten Kühlmittelkreislauf KK2 getrennt, so dass die beiden Kühlmittelpumpen 16, 22 jeweils autonome Kühlmittelkreisläufe betreiben.In switching position VI, the coolant in the region of drive-side component(s) 14 in first coolant circuit KK1 absorbs heat. The heated coolant flows bypassing the radiator 18 by means of the bypass coolant return KRB into the third coolant circuit KK3 and there into the chiller 24 . The chiller 24 consequently works as a water heat pump for the refrigeration system 26. In this switching position VI, the first coolant circuit KK1 is separated from the second coolant circuit KK2, so that the two coolant pumps 16, 22 each operate autonomous coolant circuits.

9 zeigt eine siebte Schaltstellung VII des Zentralventils 12. Diese Schaltstellung VII kann auch als Wärmeüberschussfunktion bezeichnet werden. In dieser siebten Schaltstellung VII sind folgende Verbindungen hergestellt:

  • a) Kühlmittelrücklauf KR1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 mit dem (Chiller-)Kühlmittelvorlauf KV3/KVC und dem Zusatzheizer-Kühlmittelvorlauf KVH des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 4 und 8, 9 miteinander in Verbindung.
  • b) Bypass-Kühlmittelrücklauf KRB des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1 mit dem (Chiller-)Kühlmittelvorlauf KV3/KVC und dem Zusatzheizer-Kühlmittelvorlauf KVH des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 5 und 8, 9 miteinander in Verbindung;
  • c) Kühlmittelrücklauf KR2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2 mit dem Kühlmittelvorlauf KV2 des zweiten Kühlmittelkreislaufs KK2; im Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 3 und 1 miteinander in Verbindung;
  • d) Kühlmittelrücklauf KR3 des dritten Kühlmittelkreislaufs KK3 mit dem Kühlmittelvorlauf KV1 des ersten Kühlmittelkreislaufs KK1; in dem Zentralventil 12 stehen also die Anschlüsse 10 und 6 miteinander in Verbindung.
9 shows a seventh switching position VII of the central valve 12. This switching position VII can also be referred to as excess heat function. The following connections are made in this seventh switch position VII:
  • a) coolant return KR1 of the first coolant circuit KK1 with the (chiller) coolant supply KV3/KVC and the additional heater coolant supply KVH of the third coolant circuit KK3; in the central valve 12, the connections 4 and 8, 9 are connected to one another.
  • b) bypass coolant return KRB of the first coolant circuit KK1 with the (chiller) coolant supply KV3/KVC and the additional heater coolant supply KVH of the third coolant circuit KK3; in the central valve 12, the connections 5 and 8, 9 are connected to one another;
  • c) coolant return KR2 of the second coolant circuit KK2 with the coolant supply KV2 of the second coolant circuit KK2; in the central valve 12, the ports 3 and 1 are connected to one another;
  • d) coolant return KR3 of the third coolant circuit KK3 with the coolant supply KV1 of the first coolant circuit KK1; in the central valve 12, the connections 10 and 6 are therefore connected to one another.

In der siebten Schaltstellung VII sind die Anschlüsse 2 und, 7geblockt bzw. gesperrt, so dass das Kühlmittel in den entsprechenden Leitungsabschnitten KVL und KRZ steht bzw. nicht einströmt.In the seventh switching position VII, the connections 2 and 7 are blocked or closed, so that the coolant is in the corresponding line sections KVL and KRZ or does not flow in.

In der Schaltstellung VII zirkuliert das Kühlmittel hauptsächlich in den Kühlkreisen KK1 und KK3, wobei der Kühlmittelkreislauf KK2 hiervon gesondert betrieben wird. Bei der sogenannten Wärmeüberschussfunktion wird das Kühlmittel in den Kühlmittelkreisläufen KK1 und KK3 so zirkuliert, dass Wärme aus dem System in die Umgebung ggf. mittels der Kälteanlage des Fahrzeugs abgeführt werden kann. Dabei kann das Kühlmittel insbesondere im dritten Kühlmittelkreislauf KK3 im Bereich des Chillers 24 Wärme aufnehmen oder abgeben und im Bereich des Zusatzheizers 28 Wärme aufnehmen. In dieser Schaltstellung VII ist der erste Kühlmittelkreislauf KK1 von dem zweiten Kühlmittelkreislauf KK2 getrennt, so dass die beiden Kühlmittelpumpen 16, 22 jeweils autonome Kühlmittelkreisläufe betreiben.In switching position VII, the coolant circulates mainly in the cooling circuits KK1 and KK3, with the coolant circuit KK2 being operated separately from this. With the so-called excess heat function, the coolant is circulated in the coolant circuits KK1 and KK3 in such a way that heat can be dissipated from the system into the environment, if necessary by means of the vehicle's refrigeration system. The coolant can absorb or give off heat in the area of the chiller 24 in particular in the third coolant circuit KK3 and absorb heat in the area of the additional heater 28 . In this switching position VII, the first coolant circuit KK1 is separated from the second coolant circuit KK2, so that the two coolant pumps 16, 22 each operate autonomous coolant circuits.

10 zeigt das Kühlsystem 100 der 1, wobei ein sogenanntes zentrales Thermomanagement-Modul 300 schraffiert dargestellt ist. In dem Modul 300 können die unter der Schraffur liegenden Komponenten des Kühlsystems 100 zusammengefasst bzw. integriert werden. Ein solches zentrales Thermomanagement-Modul 300 kann als modulares Bauteil zur Verfügung gestellt werden, so dass es lediglich noch mit dem Kühler 18, dem elektrischen Energiespeicher 20 und den antriebsseitigen Komponenten 14 verbunden werden muss. Hierdurch wird der Aufwand beim Zusammenbau eines Kraftfahrzeugs 200 reduziert. 10 shows the cooling system 100 of FIG 1 , wherein a so-called central thermal management module 300 is shown hatched. The components of the cooling system 100 lying under the hatching can be combined or integrated in the module 300 . Such a central thermal management module 300 can be made available as a modular component, so that it only has to be the cooler 18, the electrical energy store 20 and the drive-side components 14 must be connected. As a result, the effort involved in assembling a motor vehicle 200 is reduced.

Die im Rahmen des hier vorgestellten Kühlsystems 100 eingesetzte Zentralventileinrichtung 12 kann einen Aufbau aufweisen, wie er beispielsweise in den zeitgleich von der Anmelderin eingereichten Anmeldungen mit dem Titel „Zentralventileinrichtung mit drehbarem Verstellelement für ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs, Kühlsystem und Elektrofahrzeug mit einem solchen Kühlsystem“ und „Zentralventileinrichtung mit Anschlussraster und drehbarem Verstellelement für ein Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs und Elektrofahrzeug mit einem solchen Kühlsystem“ beschrieben ist. Es wird insbesondere in Bezug auf den inneren Aufbau und die sich hieraus ergebenden Schaltstellungen innerhalb der Zentralventileinrichtung 12 auf den Inhalt dieser beiden Anmeldungen Bezug genommen.The central valve device 12 used as part of the cooling system 100 presented here can have a structure such as that described, for example, in the applications filed at the same time by the applicant entitled "Central valve device with rotatable adjustment element for a cooling system of a motor vehicle, cooling system and electric vehicle with such a cooling system" and "Central valve device with connection grid and rotatable adjustment element for a cooling system of a motor vehicle and electric vehicle with such a cooling system" is described. Reference is made to the content of these two applications, in particular with regard to the internal structure and the resulting switching positions within the central valve device 12 .

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102019107190 A1 [0002]DE 102019107190 A1 [0002]
  • DE 102015215164 A1 [0002]DE 102015215164 A1 [0002]
  • US 2017152957 A1 [0002]US2017152957A1[0002]

Claims (16)

Kühlsystem (100) für ein Elektrofahrzeug (200) oder ein Hybridfahrzeug mit einem ersten Kühlmittelkreislauf (KK1) zur Kühlung von wenigstens einer elektrischen oder/und mechanischen Komponente (14), wobei der erste Kühlmittelkreislauf (KK1) eine erste Kühlmittelpumpe (16) und einen Kühler (18) aufweist; einem zweiten Kühlmittelkreislauf (KK2) zur Kühlung eines elektrischen Energiespeichers (20), insbesondere einer Hochvolt-Batterie, wobei der zweite Kühlmittelkreislauf (KK2) eine zweite Kühlmittelpumpe (22) aufweist; und einem dritten Kühlmittelkreislauf (KK3) zur Konditionierung des elektrischen Energiespeichers (20), wobei der dritte Kühlmittelkreislauf (KK3) einen Wärmeübertrager (24), insbesondere Chiller, aufweist, der mit einer Kälteanlage (26) des Elektrofahrzeugs in thermischer Wirkverbindung steht, oder/und ein Zusatzheizmodul (28) aufweist; einer Zentralventileinrichtung (12), die mit jedem Kühlmittelkreislauf (KK1, KK2, KK3) in Wirkverbindung steht; wobei jeder Kühlmittelkreislauf (KK1, KK2, KK3) wenigstens einen jeweiligen Kühlmittelvorlauf (KVx) aufweist, der an der Zentralventileinrichtung (12) beginnt, und wenigstens einen jeweiligen Kühlmittelrücklauf (KRx) aufweist, der an der Zentralventileinrichtung (12) endet, wobei die Zentralventileinrichtung (12) in mehrere Schaltstellungen (I-VIII) einstellbar ist, wobei in jeder Schaltstellung (I-VII) wenigstens ein Kühlmittelrücklauf (KRx) von jedem Kühlmittelkreislauf (KK1, KK2, KK3) mit wenigstens einem der Kühlmittelvorläufe (KVx) in Verbindung steht.Cooling system (100) for an electric vehicle (200) or a hybrid vehicle a first coolant circuit (KK1) for cooling at least one electrical and/or mechanical component (14), the first coolant circuit (KK1) having a first coolant pump (16) and a cooler (18); a second coolant circuit (KK2) for cooling an electrical energy store (20), in particular a high-voltage battery, the second coolant circuit (KK2) having a second coolant pump (22); and a third coolant circuit (KK3) for conditioning the electrical energy store (20), the third coolant circuit (KK3) having a heat exchanger (24), in particular a chiller, which is thermally connected to a refrigeration system (26) of the electric vehicle, and/or an auxiliary heating module (28); a central valve device (12) which is operatively connected to each coolant circuit (KK1, KK2, KK3); each coolant circuit (KK1, KK2, KK3) having at least one respective coolant flow (KVx), which begins at the central valve device (12), and at least one respective coolant return (KRx), which ends at the central valve device (12), the central valve device (12) can be set in several switch positions (I-VIII), with at least one coolant return (KRx) of each coolant circuit (KK1, KK2, KK3) being connected to at least one of the coolant feeds (KVx) in each switch position (I-VII). . Kühlsystem (100) nach Anspruch 1, wobei alle Verschaltungen (I-VII) der Kühlmittelkreisläufe (KK1, KK2, KK3) einzig mittels Verstellung der Zentralventileinrichtung (12) einstellbar sind.Cooling system (100) after claim 1 , wherein all interconnections (I-VII) of the coolant circuits (KK1, KK2, KK3) can be adjusted solely by adjusting the central valve device (12). Kühlsystem (100) nach Anspruch 2, wobei die Zentralventileinrichtung (12) je nach Schaltstellung (I-VII) als Mischventil oder/und Umschaltventil für einen betreffenden Kühlmittelkreislauf (KK1, KK2, KK3) wirkt.Cooling system (100) after claim 2 , wherein the central valve device (12) depending on the switching position (I-VII) as a mixing valve and / or switching valve for a relevant coolant circuit (KK1, KK2, KK3) acts. Kühlsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Kühlmittelkreislauf (KK1) einen stromabwärts von der ersten Kühlmittelpumpe (16) und stromaufwärts von dem Kühler (18) abzweigenden Bypassabschnitt (36) aufweist, der an der Zentralventileinrichtung (12) endet und einen Bypass-Kühlmittelrücklauf (KRB) des ersten Kühlmittelkreislaufs (KK1) zu der Zentralventileinrichtung (12) bildet.Cooling system (100) according to one of the preceding claims, wherein the first coolant circuit (KK1) has a bypass section (36) which branches off downstream from the first coolant pump (16) and upstream from the radiator (18) and which ends at the central valve device (12) and forms a bypass coolant return (KRB) of the first coolant circuit (KK1) to the central valve device (12). Kühlsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Kühlmittelkreislauf (KK1) einen stromabwärts von der ersten Kühlmittelpumpe (16) und stromaufwärts von der zu kühlenden antriebsseitigen Komponente (14) abzweigenden Zusatzabschnitt (40) aufweist, der an der Zentralventileinrichtung (12) endet und einen Zusatz-Kühlmittelrücklauf (KRZ) des ersten Kühlmittelkreislaufs (KK1) bildet.Cooling system (100) according to one of the preceding claims, wherein the first coolant circuit (KK1) has an additional section (40) which branches off downstream from the first coolant pump (16) and upstream from the drive-side component (14) to be cooled and which is connected to the central valve device (12 ) ends and forms an additional coolant return (KRZ) of the first coolant circuit (KK1). Kühlsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im ersten Kühlmittelkreislauf (KK1) stromaufwärts von der ersten Kühlmittelpumpe (16) eine erste Luftabscheidungsvorrichtung (34) angeordnet ist, die mit einem Ausgleichsbehälter (30) verbunden ist.Cooling system (100) according to one of the preceding claims, wherein in the first coolant circuit (KK1) upstream of the first coolant pump (16) a first air separation device (34) is arranged, which is connected to an expansion tank (30). Kühlsystem (100) nach Anspruch 6, wobei im zweiten Kühlmittelkreislauf (KK2) stromaufwärts von der zweiten Kühlmittelpumpe (22) eine Ausgleichsleitung (46) abzweigt, die mit dem Ausgleichsbehälter (30) verbunden ist.Cooling system (100) after claim 6 , wherein in the second coolant circuit (KK2) upstream of the second coolant pump (22) branches off a compensating line (46) which is connected to the compensating tank (30). Kühlsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der dritte Kühlmittelkreislauf (KK3) einen Chiller-Kühlmittelvorlauf (KVC) und einen Zusatzheizer-Kühlmittelvorlauf (KVH) aufweist, die strömungstechnisch parallel zueinander angeordnet sind und die je nach Schaltstellung der Zentralventileinrichtung (12) einzeln oder gemeinsam die Funktion des Kühlmittelvorlaufs (KV3) des dritten Kühlmittelkreislaufs (KK3) bilden.Cooling system (100) according to one of the preceding claims, wherein the third coolant circuit (KK3) has a chiller coolant feed (KVC) and an additional heater coolant feed (KVH), which are arranged in parallel to one another in terms of flow and which, depending on the switching position of the central valve device (12) form individually or together the function of the coolant flow (KV3) of the third coolant circuit (KK3). Kühlsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Kühlmittelkreislauf (KK2) einen Lade-Kühlmittelvorlauf (KVL) aufweist, der strömungstechnisch parallel zur zweiten Kühlmittelpumpe (22) angeordnet ist.Cooling system (100) according to any one of the preceding claims, wherein the second coolant circuit (KK2) has a charging coolant flow (KVL) which is fluidically arranged parallel to the second coolant pump (22). Kühlsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Kühlmittelpumpe (16) und die zweite Kühlmittelpumpe (22) mittels der Zentralventileinrichtung (12) strömungstechnisch parallel zueinander schaltbar sind.Cooling system (100) according to one of the preceding claims, in which the first coolant pump (16) and the second coolant pump (22) can be fluidically switched parallel to one another by means of the central valve device (12). Kühlsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zentralventileinrichtung (12) in einer ersten Schaltstellung (I) folgende Verbindungen herstellt: Kühlmittelrücklauf (KR1) des ersten Kühlmittelkreislaufs (KK1) mit dem Kühlmittelvorlauf (KV2) des zweiten Kühlmittelkreislaufs (KK2); Kühlmittelrücklauf (KR2) des zweiten Kühlmittelkreislaufs (KK2) mit dem Kühlmittelvorlauf (KV3, KVC) des dritten Kühlmittelkreislaufs (KK3); Kühlmittelrücklauf (KR3) des dritten Kühlmittelkreislaufs (KK3) mit dem Kühlmittelvorlauf (KV1) des ersten Kühlmittelkreislaufs (KK1).Cooling system (100) according to one of the preceding claims, wherein the central valve device (12) produces the following connections in a first switching position (I): Coolant return (KR1) of the first coolant circuit (KK1) with the coolant flow (KV2) of the second coolant circuit (KK2); Coolant return (KR2) of the second coolant circuit (KK2) with the coolant flow (KV3, KVC) of the third coolant circuit (KK3); Coolant return (KR3) of the third coolant circuit (KK3) with the coolant flow (KV1) of the first coolant circuit (KK1). Kühlsystem (100) nach Anspruch 11 und Anspruch 8, wobei die Zentralventileinrichtung (12) in der ersten Schaltstellung (I) folgende Verbindung herstellt: Kühlmittelrücklauf (KR2) des zweiten Kühlmittelkreislaufs (KK2) mit dem Chiller-Kühlmittelvorlauf (KVC) und dem Zusatzheizer-Kühlmittelvorlauf (KVH) des dritten Kühlmittelkreislaufs (KK3).Cooling system (100) after claim 11 and claim 8 , wherein the central valve device (12) in the first switching position (I) establishes the following connection: coolant return (KR2) of the second coolant circuit (KK2) with the chiller coolant supply (KVC) and the auxiliary heater coolant supply (KVH) of the third coolant circuit (KK3) . Kühlsystem (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zentralventileinrichtung (12) in einer zweiten Schaltstellung (II) folgende Verbindungen herstellt: Kühlmittelrücklauf (KR1) des ersten Kühlmittelkreislaufs (KK1) mit dem Kühlmittelvorlauf (KV1) des ersten Kühlmittelkreislaufs (KK1); Kühlmittelrücklauf (KR2) des zweiten Kühlmittelkreislaufs (KK2) mit dem Kühlmittelvorlauf (KV3, KVC) des dritten Kühlmittelkreislaufs (KK3); Kühlmittelrücklauf (KR3) des dritten Kühlmittelkreislaufs (KK3) mit dem Kühlmittelvorlauf (KV2) des zweiten Kühlmittelkreislaufs (KK2).Cooling system (100) according to one of the preceding claims, wherein the central valve device (12) produces the following connections in a second switching position (II): Coolant return (KR1) of the first coolant circuit (KK1) with the coolant flow (KV1) of the first coolant circuit (KK1); Coolant return (KR2) of the second coolant circuit (KK2) with the coolant flow (KV3, KVC) of the third coolant circuit (KK3); Coolant return (KR3) of the third coolant circuit (KK3) with the coolant flow (KV2) of the second coolant circuit (KK2). Kühlsystem (100) nach Anspruch 13 und Anspruch 4, wobei die Zentralventileinrichtung (12) in der zweiten Schaltstellung (II) folgende Verbindung herstellt: Bypass-Kühlmittelrücklauf (KRB) des ersten Kühlmittelkreislaufs (KK1) mit dem Kühlmittelvorlauf (KV1) des ersten Kühlmittelkreislaufs (KK1), wobei Kühlmittel aus dem Kühlmittelrücklauf (KR1) des ersten Kühlmittelkreislaufs (KK1) und dem Bypass-Kühlmittelrücklauf (KRB) gemischt werden oder wobei Kühlmittel nur über den Bypass-Kühlmittelrücklauf (KRB) geleitet wird.Cooling system (100) after Claim 13 and claim 4 , wherein the central valve device (12) in the second switching position (II) establishes the following connection: bypass coolant return (KRB) of the first coolant circuit (KK1) with the coolant supply (KV1) of the first coolant circuit (KK1), with coolant from the coolant return (KR1 ) of the first coolant circuit (KK1) and the bypass coolant return (KRB) are mixed or coolant is passed only via the bypass coolant return (KRB). Kühlsystem (100) nach Anspruch 5 und Anspruch 9, wobei die Zentralventileinrichtung (12) in einer dritten Schaltstellung (III) folgende Verbindungen herstellt: Zusatz-Kühlmittelrücklauf (KRZ) des ersten Kühlmittelkreislaufs (KK1) mit dem Lade-Kühlmittelvorlauf (KVL) des zweiten Kühlmittelkreislaufs (KK2); Kühlmittelrücklauf (KR2) des zweiten Kühlmittelkreislaufs (KK2) mit dem Kühlmittelvorlauf (KV3, KVC) des dritten Kühlmittelkreislaufs (KK3); Kühlmittelrücklauf (KR3) des dritten Kühlmittelkreislaufs (KK3) mit dem zu dem Lade-Kühlmittelvorlauf (KVL) parallelen Kühlmittelvorlauf (KV2) des zweiten Kühlmittelkreislaufs (KK2); Kühlmittelrücklauf (KR3) des dritten Kühlmittelkreislaufs (KK3) mit dem Kühlmittelvorlauf (KV1) des ersten Kühlmittelkreislaufs (KK1).Cooling system (100) after claim 5 and claim 9 , wherein the central valve device (12) in a third switching position (III) produces the following connections: additional coolant return (KRZ) of the first coolant circuit (KK1) with the charging coolant supply (KVL) of the second coolant circuit (KK2); Coolant return (KR2) of the second coolant circuit (KK2) with the coolant flow (KV3, KVC) of the third coolant circuit (KK3); Coolant return (KR3) of the third coolant circuit (KK3) with the coolant flow (KV2) of the second coolant circuit (KK2) parallel to the charging coolant flow (KVL); Coolant return (KR3) of the third coolant circuit (KK3) with the coolant flow (KV1) of the first coolant circuit (KK1). Elektrofahrzeug (200) mit einem Kühlsystem (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.Electric vehicle (200) with a cooling system (100) according to any one of the preceding claims.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021109739B4 (en) 2021-04-19 2023-10-26 Audi Aktiengesellschaft Central valve device with a rotatable adjustment element for a cooling system of a motor vehicle, cooling system and electric vehicle with such a cooling system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008008132A1 (en) 2007-02-13 2008-09-04 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Air separator for low flow rate cooling systems
DE102015215164A1 (en) 2015-08-07 2017-02-09 Continental Automotive Gmbh Thermal management system for a motor vehicle and method for operating a thermal management system for a motor vehicle
US20170152957A1 (en) 2015-12-01 2017-06-01 Tesla Motors, Inc. Multi-port valve with multiple operation modes
DE102019107190A1 (en) 2019-03-20 2020-09-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Valve and heating system with such a valve
DE102020123900A1 (en) 2019-09-17 2021-03-18 Ford Global Technologies, Llc THERMAL MANAGEMENT SYSTEM FOR ELECTRIFIED VEHICLES

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021109742B4 (en) 2021-04-19 2023-10-26 Audi Aktiengesellschaft Central valve device with connection grid and rotatable adjustment element for a cooling system of a motor vehicle and electric vehicle with such a cooling system
DE102021109739B4 (en) 2021-04-19 2023-10-26 Audi Aktiengesellschaft Central valve device with a rotatable adjustment element for a cooling system of a motor vehicle, cooling system and electric vehicle with such a cooling system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008008132A1 (en) 2007-02-13 2008-09-04 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Air separator for low flow rate cooling systems
DE102015215164A1 (en) 2015-08-07 2017-02-09 Continental Automotive Gmbh Thermal management system for a motor vehicle and method for operating a thermal management system for a motor vehicle
US20170152957A1 (en) 2015-12-01 2017-06-01 Tesla Motors, Inc. Multi-port valve with multiple operation modes
DE102019107190A1 (en) 2019-03-20 2020-09-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Valve and heating system with such a valve
DE102020123900A1 (en) 2019-09-17 2021-03-18 Ford Global Technologies, Llc THERMAL MANAGEMENT SYSTEM FOR ELECTRIFIED VEHICLES

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021109739B4 (en) 2021-04-19 2023-10-26 Audi Aktiengesellschaft Central valve device with a rotatable adjustment element for a cooling system of a motor vehicle, cooling system and electric vehicle with such a cooling system

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