DE102021131926A1 - Roof module for forming a vehicle roof with a cooling device - Google Patents

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Michael Huelsen
Maximilian Ehrmann
Juraj Lehotsky
Fabian Will
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Abstract

Es wird ein Dachmodul zur Bildung eines Fahrzeugdachs (100) an einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend ein Flächenbauteil (12), das zumindest bereichsweise eine Dachhaut (14) des Fahrzeugdachs (100) bildet, zumindest ein elektrisches und/oder elektronisches Bauteil (16) und eine Kühleinrichtung (24) mit zumindest einem Kühlkanal (25), in dem zumindest ein mit dem zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil (16) in wärmeleitender Verbindung stehendes Wärmeleitelement (26) angeordnet ist, durch das zumindest eine von dem zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil (16) abgegebene Abwärme abgeführt werden kann. Die Kühleinrichtung (24) umfasst zumindest eine Sprüheinrichtung (42), die dazu eingerichtet ist, das zumindest eine Wärmeleitelement (26) mit einer Kühlflüssigkeit zu benetzen.A roof module for forming a vehicle roof (100) on a motor vehicle is proposed, comprising a surface component (12) which forms a roof skin (14) of the vehicle roof (100) at least in regions, at least one electrical and/or electronic component (16) and a cooling device (24) with at least one cooling channel (25), in which at least one heat-conducting element (26) is arranged which is in thermally conductive connection with the at least one electrical and/or electronic component (16), through which at least one of the at least one electrical and/or electronic component (16) can be dissipated. The cooling device (24) comprises at least one spray device (42) which is set up to wet the at least one heat-conducting element (26) with a cooling liquid.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dachmodul zur Bildung eines Fahrzeugdachs an einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a roof module for forming a vehicle roof on a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Gattungsgemäße Dachmodule finden im Fahrzeugbau umfassend Verwendung, da diese Dachmodule als separate Funktionsmodule vorgefertigt und bei der Montage des Fahrzeugs an das Montageband geliefert werden können. Das Dachmodul bildet zumindest bereichsweise eine Dachhaut des Fahrzeugdachs, die ein Eindringen von Feuchtigkeit bzw. Luftströmung in den Fahrzeuginnenraum verhindert. Die Dachhaut wird von einem oder mehreren Flächenbauteilen gebildet, die aus einem stabilen Material, beispielsweise lackiertem Blech oder lackiertem bzw. durchgefärbtem Kunststoff, gefertigt sein können. Bei dem Dachmodul kann es sich um ein Teil eines starren Fahrzeugdachs oder um ein Teil einer öffenbaren Dachbaugruppe handeln.Generic roof modules are used extensively in vehicle construction, since these roof modules can be prefabricated as separate functional modules and delivered to the assembly line during assembly of the vehicle. The roof module forms, at least in regions, a roof skin of the vehicle roof, which prevents moisture or airflow from penetrating into the vehicle interior. The roof skin is formed by one or more surface components that can be made of a stable material, such as painted sheet metal or painted or colored plastic. The roof module can be part of a rigid vehicle roof or part of an openable roof assembly.

Ferner richtet sich die Entwicklung im Fahrzeugbau immer stärker auf autonom bzw. teilautonom fahrende Kraftfahrzeuge. Um der Fahrzeugsteuerung ein autonomes bzw. teilautonomes Steuern des Kraftfahrzeuges zu ermöglichen, wird eine Vielzahl von Umfeldsensoren (z. B. Lidar-Sensoren, Radar-Sensoren, (Multi-) Kameras, etc. mitsamt weiterer (elektrischer) Komponenten) eingesetzt, die beispielsweise in das Dachmodul integriert sind, die Umgebung rund um das Kraftfahrzeug erfassen und aus den erfassten Umgebungsdaten bspw. eine jeweilige Verkehrssituation ermitteln. Dachmodule, welche mit einer Vielzahl von Umfeldsensoren ausgestattet sind, sind auch als Roof Sensor Module (RSM) bekannt. Zur sicheren Navigation und/oder Kommunikation weisen derartige Dachmodule ferner weitere elektrische und/oder elektronische Bauteile, wie zum Beispiel Antennen, auf. Die bekannten Umfeldsensoren senden bzw. empfangen dazu entsprechende elektromagnetische Signale, beispielsweise Laserstrahlen oder Radarstrahlen, wobei durch eine entsprechende Signalauswertung ein Datenmodell der Fahrzeugumgebung generiert und für die Fahrzeugsteuerung genutzt werden kann.Furthermore, the development in vehicle construction is increasingly geared towards autonomous or semi-autonomous motor vehicles. In order to enable the vehicle controller to control the motor vehicle autonomously or semi-autonomously, a large number of environment sensors (e.g. lidar sensors, radar sensors, (multi-)cameras, etc. together with other (electrical) components) are used For example, are integrated into the roof module, capture the environment around the motor vehicle and determine a particular traffic situation from the captured environmental data, for example. Roof modules that are equipped with a large number of environmental sensors are also known as Roof Sensor Modules (RSM). Such roof modules also have other electrical and/or electronic components, such as antennas, for safe navigation and/or communication. For this purpose, the known environment sensors send or receive corresponding electromagnetic signals, for example laser beams or radar beams, whereby a data model of the vehicle environment can be generated by a corresponding signal evaluation and used for the vehicle control.

Für eine bestmögliche sowie zuverlässige Betriebsweise, Sicherheit und Verfügbarkeit des autonomen oder teilautonomen Fahrmodus ist eine unterbrechungsfreie bzw. stetige Verfügbarkeit der Umfeldsensoren bzw. der elektrischen und/oder elektronischen Bauteile notwendig. Eine bestehende Problematik ist, dass sich die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile während ihres Betriebes erwärmen. Wird die entstehende Wärme nicht und nur unzureichend abgeführt, entsteht um die Bauteile herum ein Wärmestau, der zu einem Überhitzen des betreffenden Bauteils führen kann. Hierdurch kann das betreffende Bauteil zumindest zeitweise ausfallen. Ein derartiger Wärmestau kann dabei nicht nur von einer betriebsbedingten Eigenabwärme des betreffenden Bauteils, sondern alternativ oder in Ergänzung durch ein heißes Außenklima mit hohen Außentemperaturen verursacht werden. Ein heißes Außenklima bzw. eine starke Solareinstrahlung kann, insbesondere aufgrund der exponierten Lage der Umfeldsensoren bzw. Bauteile auf einer Oberseite der Dachhaut, zu einem besonders starken Aufheizen der betreffenden Bauteile führen. Die in das Dachmodul eingeleitete Wärme staut sich bei unzureichender und/oder unsachgemäßer Wärmeabfuhr zusammen mit der von dem Bauteil produzierten Eigenwärme beispielsweise in einem betreffenden Bauraum des Bauteils innerhalb des Dachmoduls an und führt so zu einem Überhitzen des Bauteils, das in einem zumindest zeitweisen Funktionsausfall resultiert. Zur Vermeidung dieser wärmestaubedingten Probleme ist es daher wünschenswert, einem eventuell entstehenden Wärmestau durch den Einsatz einer effektiven Kühleinrichtung vorzubeugen.For the best possible and reliable mode of operation, safety and availability of the autonomous or semi-autonomous driving mode, uninterrupted or constant availability of the surroundings sensors or the electrical and/or electronic components is necessary. An existing problem is that the electrical and/or electronic components heat up during operation. If the resulting heat is not dissipated or only dissipated insufficiently, heat builds up around the components, which can lead to overheating of the component concerned. As a result, the component in question can fail at least temporarily. Such a build-up of heat can be caused not only by operational waste heat from the relevant component, but alternatively or additionally by a hot outside climate with high outside temperatures. A hot outside climate or strong solar radiation can lead to a particularly strong heating of the relevant components, in particular due to the exposed position of the surroundings sensors or components on an upper side of the roof skin. In the event of insufficient and/or improper heat dissipation, the heat introduced into the roof module accumulates together with the intrinsic heat produced by the component, for example, in a relevant installation space of the component within the roof module and thus leads to the component overheating, which results in at least a temporary functional failure . In order to avoid these problems caused by heat accumulation, it is therefore desirable to prevent any heat accumulation that may occur by using an effective cooling device.

Eine Problematik bei den bestehenden Konzepten zur Wärmeabfuhr von den Umfeldsensoren, Antennen und weiteren elektronischen Komponenten besteht jedoch darin, dass von der Kühleinrichtung eine starke Geräuschemission ausgeht, was insbesondere den Fahrkomfort für einen Fahrer des Fahrzeuges negativ beeinflusst. Insbesondere bei Kühleinrichtungen, die mittels erzwungener Luftströmung arbeiten, um eine Wärmeabfuhr bereitzustellen, entsteht durch einen zum Einsatz kommenden Ventilator (insbesondere bei einem hohen Volumenstrom und einer hohen Drehzahl) eine starke Geräuschemission. Die größte Kühlleistung wird im Falle einer Kombination einer hohen Sonneneinstrahlung, einem aufgeheizten Dachmodul zum Zeitpunkt des Einschaltens des Kraftfahrzeuges (nach einer längeren Stillstandzeit) von der Kühleinrichtung gefordert, spiegelt jedoch keinen Dauerlastfall wider. Auch ist es aktuell notwendig, Kühlkanäle, Wärmetauscher, Lüfter und/oder weitere Komponenten bekannter Kühleinrichtungen für die Bereitstellung einer ausreichende Kühlleistung vergleichsweise groß zu dimensionieren, so dass für die Kühleinrichtung als solche im Vergleich zu dem restlichen Dachmodul ein großer Teil des verfügbaren Bauraums benötigt wird.However, one problem with the existing concepts for dissipating heat from the environment sensors, antennas and other electronic components is that the cooling device emits a lot of noise, which in particular negatively affects the driving comfort for a driver of the vehicle. Particularly in the case of cooling devices that work by means of a forced air flow in order to provide heat dissipation, a high level of noise is emitted by a fan that is used (in particular with a high volume flow and a high speed). The greatest cooling capacity is required from the cooling device in the case of a combination of high solar radiation and a heated roof module at the time the motor vehicle is switched on (after a longer standstill period), but does not reflect a continuous load case. It is also currently necessary to dimension cooling ducts, heat exchangers, fans and/or other components of known cooling devices to be comparatively large in order to provide sufficient cooling capacity, so that a large part of the available installation space is required for the cooling device as such compared to the rest of the roof module .

Der Erfindung liegt eine Aufgabe zugrunde, ein Dachmodul vorzuschlagen, das die oben beschriebenen Nachteile des vorbekannten Standes der Technik überwindet. Insbesondere ist es erfindungsgemäß eine Aufgabe, bei gleichbleibender oder gar zunehmender Wärmeabfuhrleistung eine kompakte, bauraumoptimierte Integration einer Kühleinrichtung in ein Dachmodul zu ermöglichen.The object of the invention is to propose a roof module that overcomes the above-described disadvantages of the prior art. In particular, it is an object of the invention to enable a compact, space-optimized integration of a cooling device into a roof module while the heat dissipation performance remains the same or even increases.

Diese Aufgabe ist durch ein Dachmodul der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.This problem is solved by a roof module according to the teaching of claim 1 .

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Dachmodul zur Bildung eines Fahrzeugdachs an einem Kraftfahrzeug umfasst ein Flächenbauteil, das zumindest bereichsweise eine Dachhaut des Fahrzeugdachs bildet. Das Dachmodul umfasst zumindest ein elektrisches und/oder elektronisches und/oder elektromagnetisches Bauteil und eine Kühleinrichtung. Das Dachmodul umfasst eine Kühleinrichtung mit zumindest einem Kühlkanal, in dem zumindest ein mit dem zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil in wärmeleitender Verbindung stehendes Wärmeleitelement angeordnet ist. Durch das zumindest eine Wärmeleitelement kann eine von dem zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil abgegebene Abwärme und/oder eine von außen in das Dachmodul eingeleitete Außenwärme (beispielsweise bedingt durch hohe Außentemperaturen und/oder eine Solareinstrahlung) abgeführt werden. Das erfindungsgemäße Dachmodul ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung zumindest eine Sprüheinrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, das zumindest eine Wärmeleitelement mit einer Kühlflüssigkeit zu benetzen bzw. zu besprühen bzw. zu befeuchten.The roof module according to the invention for forming a vehicle roof on a motor vehicle comprises a surface component which forms a roof skin of the vehicle roof at least in certain areas. The roof module comprises at least one electrical and/or electronic and/or electromagnetic component and a cooling device. The roof module comprises a cooling device with at least one cooling duct, in which at least one heat-conducting element is arranged which is in thermally conductive connection with the at least one electrical and/or electronic component. The at least one heat-conducting element can dissipate waste heat emitted by the at least one electrical and/or electronic component and/or external heat introduced into the roof module from the outside (e.g. due to high external temperatures and/or solar radiation). The roof module according to the invention is characterized in that the cooling device comprises at least one spray device which is set up to wet or spray or moisten the at least one heat-conducting element with a cooling liquid.

Die Erfindung sieht somit vor, im Thermomanagement zur Kühlung zumindest eines elektrischen und/oder elektrischen Bauteils, das in einem Dachmodul angeordnet ist, eine Kühleinrichtung vorzusehen, die neben zumindest einem Wärmeleitelement (z.B. ein Kühlkörper und/oder ein Wärmetauscher und/oder ein Kühlkörper mit Kühlrippen) erfindungsgemäße auch zumindest eine Sprühdüse aufweist, die dazu dient, das zumindest eine Bauteil mit einer Kühlflüssigkeit aktiv zu besprühen. Die von dem Bauteil abgegebene Abwärme (und zusätzlich ggf. auch in das Dachmodul eingebrachte Umgebungswärme) kann über den in der Kühleinrichtung (vorzugsweise aktiv (d. h. durch Kühllüfter) und/oder passiv (d. h. über einen Anschluss an ein fahrzeugeigenes Kühlsystem) bereitgestellten Kühlluftstrom abtransportiert werden. Der Wärmeabtransport bzw. die Wärmeausleitung kann vorzugsweise unmittelbar in die Umgebung oder mittelbar über zumindest ein weiteres Wärmeleitelement (z. B. ein Kühlelement, ein Wärmetauscher, eine Wärmepumpe etc.) hin zu einer sonstigen Wärmesenke (z. B. das fahrzeuginterne Klimasystem) erfolgen. Es versteht sich, dass der Begriff Wärmeleitelement vorliegend auch einen Kühlkörper und/oder einen Kühlkörper mit Kühlrippen umfassen kann.The invention thus provides for a cooling device to be provided in thermal management for cooling at least one electrical and/or electrical component that is arranged in a roof module, which, in addition to at least one heat-conducting element (e.g. a heat sink and/or a heat exchanger and/or a heat sink with Cooling fins) according to the invention also has at least one spray nozzle, which serves to spray the at least one component with a cooling liquid actively. The waste heat given off by the component (and any additional ambient heat introduced into the roof module) can be removed via the cooling air flow provided in the cooling device (preferably actively (i.e. by cooling fans) and/or passively (i.e. via a connection to an on-board cooling system). The heat can be transported or dissipated preferably directly into the environment or indirectly via at least one additional heat-conducting element (e.g. a cooling element, a heat exchanger, a heat pump, etc.) to another heat sink (e.g. the vehicle's internal air conditioning system). It goes without saying that the term heat-conducting element can also include a heat sink and/or a heat sink with cooling ribs.

Erfindungsgemäß ist also vorzugsweise eine dem Kühlkanal vorgelagerte Sprüh- bzw. Zerstäuber-Düse zum aktiven Einbringen einer Kühlflüssigkeit und zur Benetzung des zumindest einen Wärmeleitelements vorgesehen. Die durch die Sprühdüse auf das Wärmeleitelement aufgebrachte Kühlflüssigkeit bewirkt, dass der physikalische Effekt der Verdunstungskälte (Verdampfungsenthalpie) zur effektiveren Wärmeabfuhr der Abwärme von dem Wärmeleitelement nutzbar gemacht wird. Die auf das Wärmeleitelement aufgesprühte Kühlflüssigkeit ändert initiiert durch die gegenüber der Umgebung erwärmte Oberfläche des Wärmeleitelements ihren Aggregatszustand von flüssig in gasförmig und entzieht dabei der Umgebung weiter Wärme, so dass am Ort der Verdampfung der Kühlflüssigkeit eine effektive Kühlung erreicht wird. Hierdurch wird also die Kühlleistung gegenüber dem Stand der Technik gesteigert. Dieser Effekt ist auch nicht mit einer Zufuhr von lediglich angefeuchteter Kühlluft vergleichbar, das diese angefeuchtete Kühlluft zwar aufgrund ihres Feuchtigkeitsgehaltes eine höhere Wärmespeicherkapazität aufweist, jedoch sich die von der Luft getragenen Feuchtigkeit bereits in einem gasförmigen Aggregatszustand befindet. Somit wird bei einem System, bei dem feuchte Zuluft verwendet wird, keine zusätzliche Kühlleistung durch Nutzung einer frei werdenden Verdampfungsenthalpie gewährleistet.According to the invention, a spray or atomizer nozzle upstream of the cooling channel is therefore preferably provided for actively introducing a cooling liquid and for wetting the at least one heat-conducting element. The cooling liquid applied to the heat-conducting element through the spray nozzle causes the physical effect of evaporation cooling (enthalpy of vaporization) to be utilized for more effective heat dissipation of the waste heat from the heat-conducting element. The cooling liquid sprayed onto the heat-conducting element changes its aggregate state from liquid to gaseous, initiated by the surface of the heat-conducting element that is heated compared to the environment, and in the process draws more heat from the environment, so that effective cooling is achieved at the point where the cooling liquid evaporates. As a result, the cooling capacity is increased compared to the prior art. This effect is also not comparable to a supply of only moistened cooling air, since this moistened cooling air has a higher heat storage capacity due to its moisture content, but the moisture carried by the air is already in a gaseous state of aggregation. Thus, in a system in which moist supply air is used, no additional cooling capacity is guaranteed by using an enthalpy of vaporization that is released.

Durch die bereitgestellte Kühleinrichtung in dem oder an dem Dachmodul kann somit ein Wärmestau in einem Inneren des Dachmoduls durch die von dem zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil abgegebene Abwärme und/oder durch eine von außen, beispielsweise durch Sonnenstrahlung, eingeleitete Wärme effektiv vermieden werden. Durch die Kühleinrichtung kann die von dem Bauteil abgegebene Abwärme oder sonstige Wärme abgeführt und dadurch eine unzulässig hohe Betriebstemperatur des betreffenden Bauteils vermieden werden. Somit kann ein störungsfreier Betrieb der elektrischen und/oder elektronischen Bauteile gewährleistet werden. Es wird erfindungsgemäß also eine effektives, vorzugsweise situationsoptimiertes Thermomanagement für das Dachmodul bereitgestellt. Zudem ermöglicht die erfindungsgemäße Kühleinrichtung eine sehr bauraumkompakte Auslegung, Dimensionierung und Anordnung der Kühlkomponenten und zudem eine kostengünstige Komponentenauswahl. Weitere Vorteile der Erfindung werden dadurch verwirklicht, dass ein Kühlluftstrom bzw. Wärmeaustausch aufgrund der Befeuchtung des zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils effizienter und effektiver genutzt und vorzugsweise aufgrund der verbesserten Kühlleistung in seinem Durchsatzvolumen verringert werden kann. Ebenfalls kann die Erfindung besonders bevorzugt mit Standardbauteilen realisiert werden, so dass eine kostengünstige Komponentenauswahl ermöglicht ist. Besonders vorteilhaft ist, dass aufgrund der verbesserten, befeuchtungsbedingten Kühlleistung in einem normal eingeschwungenen Fahrzeug-Betriebsmodus (d. h., nicht unmittelbar nach dem Starten eines aufgeheizten Fahrzeuges) erfindungsgemäß ein geräuscharmer Betrieb gewährleistet werden kann. Zudem kann durch die verbesserte Kühlleistung selbst bei maximaler Kühlleistung eine vergleichsweise deutlich geringere Geräuschemission gewährleistet werden.The provided cooling device in or on the roof module can thus effectively prevent a build-up of heat in an interior of the roof module due to the waste heat given off by the at least one electrical and/or electronic component and/or due to heat introduced from the outside, for example through solar radiation . The waste heat or other heat given off by the component can be dissipated by the cooling device and an impermissibly high operating temperature of the component in question can thereby be avoided. Trouble-free operation of the electrical and/or electronic components can thus be ensured. According to the invention, therefore, an effective, preferably situation-optimized thermal management is provided for the roof module. In addition, the cooling device according to the invention enables a very compact design, dimensioning and arrangement of the cooling components and also a cost-effective selection of components. Further advantages of the invention are realized in that a cooling air flow or heat exchange can be used more efficiently and effectively due to the humidification of the at least one electrical and/or electronic component and its throughput volume can preferably be reduced due to the improved cooling performance. The invention can also be implemented particularly preferably with standard components, so that a cost-effective selection of components is made possible. It is particularly advantageous that, due to the improved cooling capacity caused by humidification, in a normal Genetic vehicle operating mode (ie, not immediately after starting a heated vehicle) according to the invention, a low-noise operation can be guaranteed. In addition, due to the improved cooling performance, a comparatively significantly lower noise emission can be guaranteed even at maximum cooling performance.

Das Dachmodul nach der Erfindung kann eine Baueinheit bilden, in der Einrichtungen zum autonomen oder teilautonomen, durch Fahrassistenzsysteme unterstützten Fahren integriert sind und die auf Seiten eines Fahrzeugherstellers als Einheit auf einen Fahrzeugrohbau aufsetzbar ist. Ferner kann das Dachmodul nach der Erfindung als reines Festdach oder auch als Dach mitsamt Dachöffnungssystem ausgebildet sein. The roof module according to the invention can form a structural unit in which devices for autonomous or semi-autonomous driving supported by driver assistance systems are integrated and which can be placed by a vehicle manufacturer as a unit on a vehicle shell. Furthermore, the roof module according to the invention can be designed purely as a fixed roof or as a roof with a roof opening system.

Zudem kann das Dachmodul zur Nutzung bei einem Personenkraftwagen oder bei einem Nutzfahrzeug ausgelegt sein. Das Dachmodul kann vorzugsweise als Baueinheit in Form eines Dachsensormoduls (Roof Sensor Modul (RSM)) bereitgestellt sein, in der die Umfeldsensoren vorgesehen sind, um als zulieferbare Baueinheit in einen Dachrahmen einer Fahrzeugkarosserie eingesetzt zu werden.In addition, the roof module can be designed for use in a passenger car or in a commercial vehicle. The roof module can preferably be provided as a structural unit in the form of a roof sensor module (Roof Sensor Module (RSM)), in which the surroundings sensors are provided in order to be used as a deliverable structural unit in a roof frame of a vehicle body.

Es versteht sich, dass das Dachmodul nach der Erfindung jeweils eine oder mehrere der betreffenden Komponenten umfassen kann, wenn die Formulierung „zumindest eine/einer“ oder ähnliches verwendet wird. Auch eine beliebe Kombination der Anzahl der verschiedenen Komponenten ist grundsätzlich von der Erfindung mit umfasst.It goes without saying that the roof module according to the invention can each comprise one or more of the relevant components if the wording “at least one” or the like is used. Any combination of the number of different components is also fundamentally covered by the invention.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zumindest eine Sprüheinrichtung stromaufwärts in einem Bereich eines Kühllufteinlasses des zumindest einen Kühlkanals und/oder innerhalb des Kühlkanals angeordnet. Es versteht sich, dass die Sprüheinrichtung in anderen Ausführungsformen auch stromabwärts, insbesondere ausgehend vom Kühllufteinlasses weiter in einem Inneren des Kühlkanals, angeordnet sein kann und vorzugsweise derart ausgerichtet ist, dass sie mit ihrer Hauptsprührichtung zumindest in Richtung eines Kühlkörpers sprühen kann oder auf den Kühlkörper sprühen kann. Der Begriff „stromaufwärts“ bezieht sich auf eine Hauptströmungsrichtung der Kühlluft innerhalb des zumindest einen Kühlkanals ausgehend von einem Kühllufteinlass hin zu einem Kühlluftauslass bzw. einer Kühlluftausleitung aus dem Dachmodul. Die Sprüheinrichtung (bzw. Sprühdüse) ist vorzugsweise an dem oder in der Nähe des Kühllufteinlasses zumindest teilweise in dem Kühlluftkanal angeordnet, so dass sie in dieser Anordnung die Kühlflüssigkeit in den Kühlkanal einsprühen kann. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die eingesprühte Kühlflüssigkeit effektiv durch die Kühlluft bis in ein Inneres in den Kühlkanal (also stromabwärts) transportiert werden kann. Die vorzugsweise feindispers verteilten Tropfen der Kühlflüssigkeit können dabei von dem Kühlluftstrom mitgetragen werden und sich somit möglichst flächendeckend auf sämtlichen wärmeableitenden Komponenten der Kühleinrichtung niederschlagen. Am jeweiligen Ort des Niederschlages können die Tropfen unter Entziehung von Umgebungswärme verdampfen, so dass eine gesteigerte Kühlleistung erreicht wird.In a preferred embodiment, the at least one spray device is arranged upstream in a region of a cooling air inlet of the at least one cooling duct and/or within the cooling duct. It goes without saying that in other embodiments the spray device can also be arranged downstream, in particular starting from the cooling air inlet further in an interior of the cooling channel, and is preferably aligned in such a way that it can spray with its main spraying direction at least in the direction of a heat sink or spray onto the heat sink can. The term “upstream” refers to a main direction of flow of the cooling air within the at least one cooling duct, starting from a cooling air inlet towards a cooling air outlet or a cooling air outlet from the roof module. The spray device (or spray nozzle) is preferably arranged at least partially in the cooling air duct at or in the vicinity of the cooling air inlet, so that in this arrangement it can spray the cooling liquid into the cooling duct. This arrangement has the advantage that the cooling liquid sprayed in can be transported effectively by the cooling air into the interior of the cooling channel (that is to say downstream). The droplets of the cooling liquid, which are preferably finely dispersed, can be carried along by the cooling air flow and thus be deposited as extensively as possible on all heat-dissipating components of the cooling device. At the respective location of the precipitation, the droplets can evaporate, removing ambient heat, so that an increased cooling capacity is achieved.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die zumindest eine Sprüheinrichtung alternativ oder ergänzend auch stromaufwärts (betrachtet in einer Hauptströmungsrichtung des Kühlluftstromes innerhalb des Kühlkanals) in einem Bereich (in physischer Nähe zu) vor dem zumindest einen Wärmeleitelement in dem Kühlkanal angeordnet sein. Diese Anordnung ist insbesondere von Vorteil, wenn ein betreffendes Wärmeleitelement beispielsweise großflächig ausgebildet ist und/oder eine hohe Wärmeabfuhrmenge (gemessen in Watt) zur Kühlung des zumindest einen Bauteils von dem betreffenden Wärmeleitelement gefordert ist. Durch die Anordnung der Sprüheinrichtung in der Nähe des betreffenden Wärmeleitelements ist es dann möglich, das betreffende Wärmeleitelement möglichst flächig mit der Kühlflüssigkeit zu besprühen. Ferner wird verhindert, dass sich ein Teil der Kühlflüssigkeit an einem anderen Ort innerhalb des Kühlkanals niederschlägt und somit zumindest nicht unmittelbar zur verbesserten Wärmeabfuhr direkt an dem Wärmeleitelement beitragen kann. Zwar verdampft die Kühlflüssigkeit auch an einem anderen Ort in der Kühleinrichtung, allerdings wird bei dieser Verdampfung keine Wärme lokal an dem betreffenden Wärmeleitelement zur Verdunstung abgezogen.In a preferred embodiment, the at least one spray device can alternatively or additionally also be arranged upstream (viewed in a main flow direction of the cooling air flow within the cooling duct) in an area (in physical proximity to) in front of the at least one heat conducting element in the cooling duct. This arrangement is particularly advantageous if a heat-conducting element in question has a large surface area and/or a large amount of heat dissipation (measured in watts) is required for cooling the at least one component of the heat-conducting element in question. By arranging the spray device in the vicinity of the heat-conducting element in question, it is then possible to spray the heat-conducting element in question with the coolant as extensively as possible. Furthermore, it is prevented that part of the cooling liquid is deposited at another location within the cooling channel and thus cannot at least directly contribute to the improved heat dissipation directly at the heat-conducting element. Although the cooling liquid also evaporates at another location in the cooling device, no heat is drawn off locally at the relevant heat-conducting element for evaporation during this evaporation.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Kühleinrichtung zumindest einen Kühllüfter, der dazu eingerichtet ist, einen Kühlluftstrom innerhalb des zumindest einen Kühlkanals zu erzeugen. Alternativ oder ergänzend ist es vorgesehen, dass die Kühleinrichtung an einen externen Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeuges angeschlossen ist, der dazu eingerichtet ist, einen Kühlluftstrom auch in dem zumindest einen Kühlkanal zu erzeugen. Besonders bevorzugt ist der Kühllüfter in dem zumindest einen Kühlkanal angeordnet und dazu eingerichtet, in diesem eine erzwungene Luftströmung zu erzeugen. Hierzu kann der Kühlluftkanal bzw. die Kühleinrichtung vorzugsweise einen Kühllufteinlass aufweisen, der beispielsweise als seitlich (betrachtet in einer Fahrtrichtung des Fahrzeuges) angeordnete Einlassöffnung ausgeführt sein kann. Der durch den Kühllüfter erzeugte Kühlluftstrom ist ausgehend von dem Kühllufteinlass hin zu einem Kühlluftauslass gerichtet. Der Kühlluftauslass kann vorzugsweise als Auslassöffnung vorzugsweise seitlich (betrachtet in der Fahrtrichtung des Fahrzeuges) an dem Dachmodul vorgesehen sein. Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, dass die Kühleinrichtung beispielsweise an ein Klimasystem eines Fahrzeuges, dass das Dachmodul vorzugsweise als Baueinheit umfasst, angeschlossen ist. Dabei kann der Kühlluftstrom in der Kühleinrichtung vorzugsweise durch einen Kompressor des Klimasystems erzeugt werden. Es ist vorstellbar, dass die Kühleinrichtung unmittelbar in den Systemkreislauf des Klimasystems integriert ist oder als Bypass von diesem abgezweigt ist. Auch eine Kombination ist denkbar. Die Kühlluft kann auch nach dem Durchströmen der Kühleinrichtung dem Klimasystem zugeführt werden und durch dieses wieder entfeuchtet und gekühlt werden.In a preferred embodiment, the cooling device comprises at least one cooling fan which is set up to generate a flow of cooling air within the at least one cooling duct. Alternatively or additionally, provision is made for the cooling device to be connected to an external cooling circuit of a motor vehicle, which is set up to also generate a cooling air flow in the at least one cooling duct. The cooling fan is particularly preferably arranged in the at least one cooling channel and set up to generate a forced air flow in it. For this purpose, the cooling air duct or the cooling device can preferably have a cooling air inlet, which can be designed, for example, as an inlet opening arranged laterally (viewed in a direction of travel of the vehicle). The cooling air flow generated by the cooling fan is directed from the cooling air inlet towards a cooling air outlet. The cooling air outlet can preferably be provided as an outlet opening, preferably on the side (viewed in the direction of travel of the vehicle) on the roof module. Alternatively or in addition it is also possible for the cooling device to be connected, for example, to an air conditioning system of a vehicle that preferably includes the roof module as a structural unit. The flow of cooling air in the cooling device can preferably be generated by a compressor of the air conditioning system. It is conceivable that the cooling device is integrated directly into the system circuit of the air conditioning system or is branched off from it as a bypass. A combination is also conceivable. The cooling air can also be supplied to the air conditioning system after flowing through the cooling device and be dehumidified and cooled again by this.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Sprüheinrichtung zumindest eine Sprühdüse und/oder eine Zerstäuberdüse. Die Sprüheinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet ist, die Kühlflüssigkeit feindispers (0,1 bis 10 µm Tröpfchendurchmesser) und/oder gerichtet und/oder gestrahlt zu versprühen. Die Sprüheinrichtung kann vorzugsweise mehrere Sprühdüsen umfassen, die beabstandet voneinander in der Kühleinrichtung bzw. dem zumindest einen Kühlkanal angeordnet sein können. Beispielsweise können so mehrere Bauteile bzw. mehrere Wärmeleitelemente durch jeweils zumindest eine Sprühdüse mit Kühlflüssigkeit besprüht bzw. benetzt werden.In a preferred embodiment, the spray device comprises at least one spray nozzle and/or an atomizer nozzle. The spraying device is preferably set up to spray the cooling liquid in a finely dispersed manner (0.1 to 10 μm droplet diameter) and/or in a directed and/or jetted manner. The spray device can preferably comprise a plurality of spray nozzles which can be arranged at a distance from one another in the cooling device or in the at least one cooling channel. For example, a plurality of components or a plurality of heat-conducting elements can be sprayed or wetted with coolant through at least one spray nozzle.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kühlflüssigkeit Wasser und/oder ein Wasser-Alkoholgemisch und/oder eine Reinigungsflüssigkeit auf. Grundsätzlich sind auch weitere Flüssigkeiten vorstellbar, die sich zur Nutzung ihrer Verdampfungsenthalpie eignen und vorzugsweise nicht schädlich für die Umwelt sind. Bevorzugt umfasst das Dachmodul beispielsweise eine Reinigungseinrichtung mit einem ein Reinigungsfluid aufweisenden Tank und zumindest einer Reinigungsdüse, die dazu ausgebildet ist, zumindest einen Bereich der Dachhaut und/oder des Flächenbauteils zu reinigen. Besonders bevorzugt umfasst das Dachmodul beispielsweise eine Reinigungseinrichtung mit zumindest einer Reinigungsdüse, die mit einem ein Reinigungsfluid aufweisenden Tank des Kraftfahrzeuges verbunden ist, und die dazu ausgebildet ist, zumindest einen Bereich der Dachhaut und/oder des Flächenbauteils zu reinigen. Der Tank kann grundsätzlich in einer beliebigen Position innerhalb des Kraftfahrzeuges angeordnet sein. Der Tank muss also nicht in dem Dachmodul angeordnet sein, sondern kann vorzugsweise in einem anderen Bereich des Kraftfahrzeuges, beispielsweise im Front- und/oder Heck- und/oder Bodenbereich des Kraftfahrzeuges angeordnet sein. Der Tank ist vorzugsweise über eine oder mehrere Flüssigkeitsleitungen mit der zumindest einen Reinigungsdüse und/oder der Reinigungseinrichtung flüssigkeitsleitend verbunden. Die Flüssigkeitsleitungen können beispielsweise Schläuche, Rohre oder ähnliches umfassen. Es können ferner ein oder mehrere Ventile in dem Fluidpfad von dem Tank zu der zumindest einen Reinigungsdüse vorgesehen sein. Die Sprüheinrichtung ist dazu ausgebildet, die Kühlflüssigkeit aus dem Tank des Reinigungsfluides zu entnehmen und das zumindest eine Wärmeleitelement damit zu benetzen. Auch ist beispielsweise je nach Verfügbarkeit eine Mischung von Flüssigkeiten oder eine selektive Auswahl einer zur Verfügung stehenden Flüssigkeitsreserve denkbar. Als die Kühlflüssigkeit kann beispielsweise auch eine Reinigungsflüssigkeit verwendet werden, die sonst zur Reinigung von Bestandteilen des Dachmoduls, z. B. von Durchsichtsbereichen von Umfeldsensoren, eingesetzt wird. Somit ist kein Vorsehen eines zusätzlichen Tanks notwendig, wodurch Bauraum eingespart ist. Grundsätzlich kann die Sprüheinrichtung dazu eingerichtet sein, die Kühlflüssigkeit aus mehreren, unterschiedlichen Reservoirs zu beziehen. Beispielsweis kann ein Tank bzw. Reservoir mit Wasser als Kühlflüssigkeit und ferner ein Reservoir mit Reinigungsflüssigkeit vorgesehen sein. Ist beispielsweise das Wasserreservoir leer, kann die Sprüheinrichtung die Kühlflüssigkeit aus dem Reinigungsreservoir beziehen. Somit wird eine unterbrechungsminimierte Funktion der Sprüheinrichtung aufgrund von Redundanz gewährleistet. Die Sprüheinrichtung kann vorzugsweise eingerichtet sein, die Kühlflüssigkeit selektiv aus verschiedenen Reservoirs zu beziehen.In a preferred embodiment, the cooling liquid contains water and/or a water-alcohol mixture and/or a cleaning liquid. In principle, other liquids are also conceivable which are suitable for using their enthalpy of vaporization and are preferably not harmful to the environment. The roof module preferably comprises, for example, a cleaning device with a tank containing a cleaning fluid and at least one cleaning nozzle which is designed to clean at least one area of the roof skin and/or the surface component. The roof module particularly preferably comprises, for example, a cleaning device with at least one cleaning nozzle which is connected to a tank of the motor vehicle containing a cleaning fluid and which is designed to clean at least one area of the roof skin and/or the surface component. In principle, the tank can be arranged in any desired position within the motor vehicle. The tank therefore does not have to be arranged in the roof module, but can preferably be arranged in another area of the motor vehicle, for example in the front and/or rear and/or floor area of the motor vehicle. The tank is preferably connected to the at least one cleaning nozzle and/or the cleaning device in a liquid-conducting manner via one or more liquid lines. The liquid lines can include hoses, pipes or the like, for example. Furthermore, one or more valves can be provided in the fluid path from the tank to the at least one cleaning nozzle. The spray device is designed to remove the cooling liquid from the cleaning fluid tank and to wet the at least one heat-conducting element with it. A mixture of liquids or a selective selection of an available liquid reserve is also conceivable, for example depending on availability. As the cooling liquid, for example, a cleaning liquid can also be used, which would otherwise be used to clean components of the roof module, e.g. B. of see-through areas of environment sensors is used. It is therefore not necessary to provide an additional tank, which saves installation space. In principle, the spray device can be set up to obtain the cooling liquid from a number of different reservoirs. For example, a tank or reservoir with water as cooling liquid and also a reservoir with cleaning liquid can be provided. For example, if the water reservoir is empty, the spray device can draw the coolant from the cleaning reservoir. Thus, an interruption-minimized function of the spray device is guaranteed due to redundancy. The spray device can preferably be set up to obtain the cooling liquid selectively from different reservoirs.

Im Hinblick auf ein effektives Temperaturmanagement in dem Dachmodul ist es vorteilhaft, wenn das Dachmodul zumindest einen Temperatursensor umfasst, der dazu ausgebildet ist, zumindest einen zeitlichen Verlauf einer Temperatur des zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils zu messen. Mit dem zumindest einen Temperatursensor kann also die Temperatur in dem Dachmodul im Bereich des jeweiligen Bauteils gemessen werden. Dadurch ist es möglich, die Temperatur des zumindest einen Bauteils möglichst unmittelbar an diesem zu messen. Durch stetigen Abgleich der gemessenen Temperatur mit einer jeweiligen Soll-Temperatur kann eine Überwachung des Bauteils hinsichtlich seiner zulässigen Temperatur erfolgen. Wird eine Temperaturerhöhung gemessen bzw. registriert (Ist-Soll-Abweichung), die über einen vorbestimmten Grenzwert hinausgeht, kann einen vorteilhaft vorgesehene Steuerung aus diesen Informationen eine Steueranweisung an die zumindest eine Sprüheinrichtung senden, durch die diese dazu veranlasst ist, Kühlflüssigkeit auf das dem jeweiligen Bauteil zugeordnete Wärmeleitelement zu sprühen, um somit eine erhöhte Kühlleistung zur Verfügung zu stellen. Somit kann der ermittelte Temperaturanstieg vorzugsweise möglichst schnell begrenzt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Steuerung die Sensordaten (Informationen) des zumindest einen Temperatursensors empfängt und aus diesen die benötigte Kühlleistung (vorzugsweise in Echtzeit) ermittelt. Hierdurch ist eine an die jeweilige Kühlsituation angepasste Regelung der Kühlleistung ermöglicht.With regard to effective temperature management in the roof module, it is advantageous if the roof module comprises at least one temperature sensor which is designed to measure at least one temperature profile over time of the at least one electrical and/or electronic component. The temperature in the roof module in the area of the respective component can thus be measured with the at least one temperature sensor. This makes it possible to measure the temperature of the at least one component as directly as possible on it. By constantly comparing the measured temperature with a respective set temperature, the component can be monitored with regard to its permissible temperature. If a temperature increase is measured or registered (actual-target deviation) that exceeds a predetermined limit value, an advantageously provided controller can use this information to send a control instruction to the at least one spray device, which causes it to spray coolant onto the to spray each component associated heat-conducting element, in order to provide an increased cooling capacity. Thus, the determined temperature increase can preferably be limited as quickly as possible. It is particularly advantageous if the controller receives and receives the sensor data (information) from the at least one temperature sensor From these, the required cooling capacity (preferably in real time) is determined. This enables the cooling capacity to be regulated in a way that is adapted to the respective cooling situation.

Mit anderen Worten umfasst das Dachmodul vorzugsweise eine Steuerung, die dazu ausgebildet ist, eine jeweils benötigte Wärmeabfuhrleistung aus der jeweils gemessenen Temperatur zu ermitteln, und auf Basis der jeweils ermittelten Wärmeabfuhrleistung die zumindest eine Sprüheinrichtung zu veranlassen, das zumindest eine Wärmeleitelement mit einer Kühlflüssigkeit zu benetzen. Besonders bevorzugt ist die Steuerung dazu eingerichtet, eine durch die Sprüheinrichtung zu versprühenden Menge der Kühlflüssigkeit in Abhängigkeit der jeweils ermittelten Wärmeabfuhrleistung zu regeln und/oder die Sprüheinrichtung in Abhängigkeit der jeweils ermittelten Wärmeabfuhrleistung zu veranlassen, die Kühlflüssigkeit gepulst, getaktet oder kontinuierlich zu versprühen. Hierdurch ist eine an die jeweils geforderte Kühlleistung situationsadäquate Ansteuerung der Sprüheinrichtung ermöglicht, durch die aufgrund der Regelung des Menge an zu versprühender Kühlflüssigkeit und/oder der Art des Versprühens Kühlflüssigkeit eingespart werden kann. Somit muss ein betreffender Tank nicht so oft nachgefüllt werden. Mit anderen Worten ist vorzugsweise eine Steuerung vorgesehen, die eine Ansteuerung der Sprüheinrichtung bezüglich ihrer Aktivierung und/oder einer zu versprühenden Fluidmenge bewirkt und damit ein situationsoptimales Thermomanagement ermöglicht. Somit kann beispielsweise bei einer hohen, benötigten Wärmeabfuhrleistung (zum Beispiel beim Start des Fahrzeugs nach einem Stillstand in der Sonne) bzw. bei einer sehr warmen, aufgeheizten Umgebung zum schnellen Herunterkühlen des Systems erfindungsgemäß die Sprüheinrichtung aktiviert und zugeschaltet werden. Im normalen, eingeschwungenen Fahrzeug-Betriebsmodus (beispielsweise nachdem die durch den Stillstand angestaute Wärme aus dem Dachmodul bereits abgeführt wurde und somit eine stabilisierte Betriebstemperatur erreicht ist), kann die Kühleinrichtung hingegen derart betrieben werden, dass das zumindest eine Wärmeleitelement nicht mehr mit der Kühlflüssigkeit benetzt wird. Erst wenn wieder eine höhere Kühlleistung benötigt ist, wird erfindungsgemäß die Kühleinrichtung situationsbedingt zugeschaltet.In other words, the roof module preferably includes a controller that is designed to determine a required heat dissipation capacity from the temperature measured in each case and, based on the heat dissipation capacity determined in each case, to cause the at least one spray device to wet the at least one heat-conducting element with a coolant . The controller is particularly preferably set up to regulate a quantity of cooling liquid to be sprayed by the spray device depending on the heat dissipation capacity determined in each case and/or to cause the spray device to spray the cooling liquid in a pulsed, cycled or continuous manner depending on the heat dissipation capacity determined in each case. This enables the spray device to be controlled in a way that is appropriate to the cooling capacity required in each case, and by means of which cooling liquid can be saved by controlling the amount of cooling liquid to be sprayed and/or the type of spraying. This means that a tank in question does not have to be refilled as often. In other words, a controller is preferably provided which causes the spray device to be actuated with regard to its activation and/or a quantity of fluid to be sprayed and thus enables thermal management that is optimal for the situation. Thus, for example, when a high level of heat dissipation is required (e.g. when starting the vehicle after standing still in the sun) or in a very warm, heated environment, the spray device can be activated and switched on according to the invention for rapid cooling of the system. In the normal, settled vehicle operating mode (e.g. after the heat accumulated as a result of the standstill has already been dissipated from the roof module and a stabilized operating temperature has thus been reached), the cooling device can, however, be operated in such a way that the at least one heat-conducting element is no longer wetted with the coolant becomes. According to the invention, the cooling device is switched on according to the situation only when a higher cooling capacity is required again.

Die Ansteuerung der zumindest einen Sprüheinrichtung und/oder die Steuerung der Menge und/oder der Art des Versprühens der Kühlflüssigkeit erlaubt einen mehrstufigen bzw. geregelten situationsadäquaten Betrieb. Dadurch kann für unterschiedliche (Fahrzeug-)Betriebsmodi eine jeweils situationsadäquat effektive Wärmeabfuhr erreicht werden. Somit können Kühllüfter, Kühlköper und/oder weitere Komponenten der Kühleinrichtung kompakter gestaltet und ausgelegt werden. Ferner können insbesondere die Kühllüfter erfindungsgemäß derart betrieben werden, dass diese insgesamt (auch bei hoher geforderter Kühlleistung) leiser sind, da die maximal mögliche Kühlleistung der Kühleinrichtung durch die Verdampfung der Kühlflüssigkeit zunimmt. Hierdurch erhöht sich der Fahrzeugkomfort für die Insassen. Zudem ist durch die erfindungsgemäße, höhere Maximalkühlleistung aufgrund der Nutzung der Verdampfungsenthalpie ein betreffendes Fahrzeug nach dessen Start schneller einsatzbereit, da beispielsweise sich im Dachmodul angestaute Wärme schneller abgeführt werden kann.The control of the at least one spray device and/or the control of the quantity and/or the type of spraying of the coolant allows multi-stage or regulated operation appropriate to the situation. As a result, effective heat dissipation that is appropriate to the situation can be achieved for different (vehicle) operating modes. In this way, cooling fans, heat sinks and/or other components of the cooling device can be designed and designed to be more compact. Furthermore, the cooling fans in particular can be operated according to the invention in such a way that they are quieter overall (even when the cooling capacity required is high), since the maximum possible cooling capacity of the cooling device increases as a result of the evaporation of the coolant. This increases vehicle comfort for the occupants. In addition, due to the higher maximum cooling capacity according to the invention due to the use of the vaporization enthalpy, a vehicle in question is ready for use more quickly after it has been started, since heat that has accumulated in the roof module, for example, can be dissipated more quickly.

Grundsätzlich ist es erfindungsgemäße vorteilhaft, wenn konstruktiv (z. B. über Dichtungen) sichergestellt ist, dass das zumindest eine elektrische und/oder elektronische Bauteil nicht mit der Kühlflüssigkeit in Kontakt kommt, um das zumindest eine elektrische und/oder elektronische Bauteil nicht durch einen Kurzschluss oder ähnliches zu beschädigen. Vorzugsweise umfasst das Dachmodul hierzu zumindest eine abgeteilte Nassabteilung. In dieser Nassabteilung kann die Kühleinrichtung angeordnet sein, da, wie vorstehend beschrieben, ein Medienaustausch durch die Nassabteilung eine besonders effektive Abfuhr der Abwärme ermöglicht. Um das zumindest eine elektrische und/oder elektronische Bauteil vor Beschädigungen durch Feuchtigkeit zu schützen, ist es bevorzugt, dass dieses in einer vor Feuchtigkeit geschützten Trockenabteilung des Dachmoduls angeordnet ist. Die vom Bauteil abgegebene Abwärme wird dann aus der Trockenabteilung in die Nassabteilung, in der das Wärmeleitelement zumindest teilweise angeordnet ist, an dieses abgeführt, so dass ein Wärmestau in der Trockenabteilung ausgeschlossen ist. In welcher Weise die Abwärme aus der Trockenabteilung im Dachmodul abgeführt wird, ist grundsätzlich beliebig. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Kühleinrichtung das zumindest ein Wärmeleitelement umfasst, das zumindest teilweise in dem Kühlkanal angeordnet ist und mittels dessen die vom Bauteil abgegebene Abwärme, vorzugsweise aus der Trockenabteilung, abgeleitet werden kann.In principle, it is advantageous according to the invention if it is ensured constructively (e.g. via seals) that the at least one electrical and/or electronic component does not come into contact with the coolant, in order to prevent the at least one electrical and/or electronic component from being damaged by a damaging a short circuit or the like. For this purpose, the roof module preferably comprises at least one separate wet compartment. The cooling device can be arranged in this wet compartment since, as described above, an exchange of media through the wet compartment enables the waste heat to be dissipated particularly effectively. In order to protect the at least one electrical and/or electronic component from damage caused by moisture, it is preferable for this to be arranged in a dry compartment of the roof module that is protected from moisture. The waste heat given off by the component is then dissipated from the dry compartment into the wet compartment, in which the heat-conducting element is at least partially arranged, so that a build-up of heat in the dry compartment is ruled out. The manner in which the waste heat from the drying department is dissipated in the roof module is fundamentally arbitrary. According to a preferred embodiment, it is provided that the cooling device comprises at least one heat-conducting element, which is at least partially arranged in the cooling channel and by means of which the waste heat given off by the component, preferably from the drying department, can be dissipated.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das zumindest eine elektrische und/oder elektronische Bauteil zumindest eine Kühlfläche auf und kommt mit dieser mit dem zumindest einen Wärmeleitelement wärmeübertragend zur Anlage bzw. in wärmeübertragenden Kontakt und/oder in wärmeübertragende Verbindung. Diese zur Anlage kommende Kühlfläche ermöglicht einen vorzugsweise ungehemmten Wärmeübergang der von dem zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil abzuführenden Wärme auf das zumindest eine Wärmeleitelement. Die Kühlfläche kommt vorzugsweise auf dem oder an dem Wärmeleitelement zur Anlagen, um einen Wärmeübergang mit geringem Leitwiderstand zu realisieren. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen der Kühlfläche und dem Wärmeleitelement eine Wärmeleitpaste appliziert ist.In a preferred embodiment, the at least one electrical and/or electronic component has at least one cooling surface and comes into contact with the at least one heat-conducting element in a heat-transferring manner or in heat-transferring contact and/or in a heat-transferring connection. This cooling surface that comes into contact enables a preferably uninhibited heat transfer of the heat to be dissipated from the at least one electrical and/or electronic component to the at least one heat-conducting element. The cooling surface preferably comes on or at the heat-conducting element to the systems in order to realize a heat transfer with low conduction resistance. It is particularly advantageous if a thermally conductive paste is applied between the cooling surface and the thermally conductive element.

Welche Art von Wärmeleitelement zur Wärmeleitung verwendet wird, ist grundsätzlich beliebig. Besonders bevorzugt ist es, wenn das zumindest eine Wärmeleitelement einen Kühlköper und/oder eine Heatpipe und/oder einen Wärmetauscher und/oder eine Wärmepumpe umfasst. Alternativ oder ergänzend kann das zumindest eine Wärmeleitelement eine metallische und/oder kunststoffartige und/oder vergleichbare wärmeleitende Verbindung umfassen. Besonders effektiv kann die Wärmeleitung realisiert werden, wenn das Wärmeleitelement in der Art einer Heatpipe oder in der Art eines Blechteils ausgebildet ist. Bei einer Heatpipe handelt es sich um einen mit Kühlflüssigkeit gefüllten Hohlkörper, der beispielsweise aus Kupfer besteht. Die effiziente Wärmeabfuhr durch die Heatpipe wird zumeist aufgrund eines fortwährenden Aggregatszustandswechsels (Verdampfung im Heißbereich und Kondensation im Kaltbereich der Heatpipe) erreicht, wodurch eine Fluidzirkulation innerhalb der Heatpipe hervorgerufen wird. Der Kühlmittelkreislauf kann offen oder auch geschlossen sein. Soweit als Wärmeleitelement ein Blechteil vorgesehen ist, kann dieses bevorzugt in der Art eines Trägerblechs ausgebildet werden. Das Trägerblech kann beispielsweise Bestandteil des Fahrzeugrohbaus oder des Fahrzeugrahmens sein. Auch kann das Trägerblech Bestandteil des Dachmodulrahmens oder eines Dachmodulträgerelements sein, das Bestandteil des Dachmoduls ist. Über das Trägerblech kann die Wärme in andere Fahrzeugbereiche abgeleitet werden. Zur Steigerung der Wärmeabfuhrleistung kann das Wärmeleitelement auch einen oder mehrere Kühlkörper und/oder Wärmetauscher umfassen. Strömt ein Kühlluftstrom über die Oberfläche des Wärmeleitelements (bzw. des Wärmeabfuhrelements), kann die Wärme von diesem entsprechend auf den Kühlluftstrom übertragen und von diesem abtransportiert werden. Eine Entstehung von Stauwärme kann somit vermieden werden. Die durch den Kühlluftstrom abtransportierte Wärme kann beispielsweise direkt in die Umgebung aus dem Dachmodul ausgeleitet werden. Alternativ kann die durch den Kühlluftstrom abtransportierte Wärme auch einem Klimakreislauf eines Kraftfahrzeuges zugeführt werden.It is fundamentally arbitrary which type of heat-conducting element is used for heat conduction. It is particularly preferred if the at least one heat-conducting element comprises a cooling element and/or a heat pipe and/or a heat exchanger and/or a heat pump. Alternatively or additionally, the at least one heat-conducting element can comprise a metallic and/or plastic-like and/or comparable heat-conducting connection. The conduction of heat can be implemented particularly effectively if the heat-conducting element is designed in the manner of a heat pipe or in the manner of a sheet metal part. A heat pipe is a hollow body filled with cooling liquid, which consists of copper, for example. Efficient heat dissipation through the heat pipe is mostly achieved due to a continuous change of physical state (evaporation in the hot area and condensation in the cold area of the heat pipe), which causes fluid to circulate within the heat pipe. The coolant circuit can be open or closed. If a sheet metal part is provided as the heat conducting element, this can preferably be designed in the manner of a carrier sheet metal. The carrier plate can be part of the vehicle shell or the vehicle frame, for example. The carrier plate can also be part of the roof module frame or a roof module carrier element that is part of the roof module. The heat can be dissipated to other areas of the vehicle via the carrier plate. To increase the heat dissipation performance, the heat-conducting element can also include one or more heat sinks and/or heat exchangers. If a flow of cooling air flows over the surface of the heat-conducting element (or the heat dissipation element), the heat can be transferred from this to the flow of cooling air and transported away by it. A build-up of heat accumulation can thus be avoided. The heat transported away by the flow of cooling air can, for example, be discharged directly into the environment from the roof module. Alternatively, the heat transported away by the flow of cooling air can also be supplied to an air conditioning circuit of a motor vehicle.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zumindest eine Kühlkörper eine oder mehrere Kühlrippen aufweist, um die zur Kühlung zur Verfügung stehende Oberfläche des Kühlkörpers zu erhöhen. Solche Kühlkörperrippen sind relativ kompakt und weisen eine große Kühlfläche zum Wärmeübergang auf. Diese vergrößerte Oberfläche ist besonders im erfindungsgemäßen Fall bevorzugt, da sich die auf das zumindest eine Wärmeleitelement gesprühte Kühlflüssigkeit auf der gesamten Oberfläche eines derartigen Kühlkörpers verteilen kann, so dass für die nachfolgende Verdunstung der Kühlflüssigkeit eine ebenso große Oberfläche (die proportional zur entstehenden Verdunstungskälte ist) zur Verfügung steht.It is particularly advantageous if the at least one heat sink has one or more cooling ribs in order to increase the surface area of the heat sink that is available for cooling. Such heat sink fins are relatively compact and have a large cooling surface area for heat transfer. This enlarged surface is particularly preferred in the case according to the invention, since the cooling liquid sprayed onto the at least one heat-conducting element can be distributed over the entire surface of such a heat sink, so that for the subsequent evaporation of the cooling liquid an equally large surface (which is proportional to the resulting evaporative cooling) is available.

Welche Art von elektrischem und/oder elektronischem Bauteil in das Dachmodul zum Einsatz kommt, ist grundsätzlich beliebig. Besonders bevorzugt umfasst das elektrische und/oder elektronische Bauteil eine Antenne und/oder einen Umfeldsensor und/oder ein Steuergerät, insbesondere mit einem oder mehreren Prozessoren und/oder einem oder mehreren (Zwischen-) Speichern und/oder einem oder mehreren Mainboards, etc., und/oder ein lichterzeugendes Element, beispielsweise ein Lichtleitelement, zumindest eine Leuchtdiode, ein Lichtleitfaden, eine Lampe oder ähnliches. Ein derartiger Umfeldsensor kann vorzugsweise als Lidar-Sensor und/oder als Radar-Sensor und/oder als Kamera-Sensor und/oder als Multikamera-Sensor und/oder als Ultraschallsensor ausgebildet sein. Grundsätzlich können auch andere Arten von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen in dem erfindungsgemäßen Dachmodul zum Einsatz kommen. Vielmehr ist unter den zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil jedes Bauteil zu verstehen, dass während seines Betriebes Abwärme erzeugt, die zur Gewährleistung der Bauteilfunktion(en) und/oder zur Verhinderung von Überhitzung abzuführen ist.It is fundamentally arbitrary which type of electrical and/or electronic component is used in the roof module. The electrical and/or electronic component particularly preferably comprises an antenna and/or an environment sensor and/or a control unit, in particular with one or more processors and/or one or more (intermediate) memories and/or one or more mainboards, etc. , And/or a light-generating element, for example a light-guiding element, at least one light-emitting diode, a light-guiding thread, a lamp or the like. Such an environment sensor can preferably be embodied as a lidar sensor and/or as a radar sensor and/or as a camera sensor and/or as a multi-camera sensor and/or as an ultrasonic sensor. In principle, other types of electrical and/or electronic components can also be used in the roof module according to the invention. Rather, the at least one electrical and/or electronic component means each component that generates waste heat during its operation, which must be dissipated to ensure the component function(s) and/or to prevent overheating.

Ebenfalls betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Dachrahmenstruktur und einem erfindungsgemäßen Dachmodul in jeglicher Ausgestaltung. Das erfindungsgemäße Dachmodul kann als Baueinheit auf die Dachrahmenstruktur montiert sein. Sämtliche Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Kraftfahrzeug, das ein derartiges Dachmodul umfasst.The present invention also relates to a motor vehicle with a roof frame structure and a roof module according to the invention in any configuration. The roof module according to the invention can be mounted as a structural unit on the roof frame structure. All of the embodiments and exemplary embodiments relate to a motor vehicle that includes a roof module of this type.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung schematisiert dargestellt und wird nachfolgend beispielhaft erläutert. Es zeigt:

  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugdaches mit einem erfindungsgemäßen Dachmodul;
  • 2 eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Dachmoduls im schematisierten Querschnitt;
  • 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kühleinrichtung;
  • 4 zwei beispielhafte Ausführungen von Kühllüftern; und
  • 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kühleinrichtung.
An embodiment of the invention is shown schematically in the drawing and is explained below by way of example. It shows:
  • 1 a perspective view of a vehicle roof with a roof module according to the invention;
  • 2 a partial view of a roof module according to the invention in schematic cross section;
  • 3 an embodiment of a cooling device according to the invention;
  • 4 two example designs of cooling fans; and
  • 5 another embodiment of a cooling device according to the invention.

In 1 ist ein Fahrzeugdach 100 dargestellt, das ein Dachmodul 10 umfasst. Das Dachmodul 10 umfasst ein Flächenbauteil 12 zur Bildung der Dachhaut 14 des Fahrzeugdaches 100 eines Fahrzeugs (nicht komplett gezeigt). Unterhalb der vom Flächenbauteil 12 gebildeten Dachhaut 14 ist zumindest ein elektrisches und/oder elektronisches und/oder elektromagnetisches Bauteil 16 angeordnet. Das zumindest eine Bauteil 16 ist vorliegend ein Umfeldsensor 17, der an der zur Fahrzeugvorderseite weisenden Seite elektromagnetische Signale 18 zur Erfassung der Fahrzeugumgebung senden und/oder empfangen kann (siehe 2). Alternativ kann es sich bei dem Umfeldsensor 17 bspw. auch um eine (Multi-) Kamera oder einen sonstigen bekannten Umfeldsensor handeln. Auch kann das Bauteil 16 eine Antenne oder eine andere elektrische und/oder elektronische Komponente sein. Das Dachmodul 10 wird vorzugsweise als Baueinheit in einen Dachrahmen 102 des Fahrzeuges eingesetzt bzw. auf den Dachrahmen 102 bildende Querholme 104 und Längsholme 106 aufgesetzt. Das Dachmodul 10 umfasst erfindungsgemäß eine Kühleinrichtung 24.In 1 a vehicle roof 100 is shown, which includes a roof module 10 . The roof module 10 includes a surface component 12 for forming the roof skin 14 of the vehicle roof 100 of a vehicle (not shown in its entirety). At least one electrical and/or electronic and/or electromagnetic component 16 is arranged underneath the roof skin 14 formed by the planar component 12 . In the present case, the at least one component 16 is an environment sensor 17, which can send and/or receive electromagnetic signals 18 for detecting the vehicle environment on the side facing the front of the vehicle (see Fig 2 ). Alternatively, the surroundings sensor 17 can, for example, also be a (multi-)camera or another known surroundings sensor. The component 16 can also be an antenna or another electrical and/or electronic component. The roof module 10 is preferably used as a structural unit in a roof frame 102 of the vehicle or placed on the roof frame 102 forming transverse bars 104 and longitudinal bars 106 . According to the invention, the roof module 10 comprises a cooling device 24.

2 zeigt eine Teilansicht des Dachmoduls 10 im schematisierten Querschnitt. In der Teilansicht in 2 sind lediglich die Teile des Dachmoduls 10 dargestellt, die zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Das Dachmodul 10 ist also in vereinfachter Form dargestellt. 2 shows a partial view of the roof module 10 in schematic cross section. In the partial view in 2 only the parts of the roof module 10 that are necessary for understanding the invention are shown. The roof module 10 is therefore shown in a simplified form.

Der Umfeldsensor 17 ist in einer vor Feuchtigkeit geschützten Trockenabteilung 20 angeordnet, die nach außen hin, beispielsweise durch Dichtungen, feuchtigkeitsdicht gekapselt ist. Die Trockenabteilung 20 umfasst vorzugsweise eine wärmeleitfähige Außenumhüllung. Auf diese Weise ist der Umfeldsensor 17 bzw. das Bauteil 16 vor dem Eindringen von Feuchtigkeit zuverlässig geschützt.Surroundings sensor 17 is arranged in a dry compartment 20 that is protected from moisture and is encapsulated in a moisture-tight manner from the outside, for example by seals. The dry compartment 20 preferably includes a thermally conductive outer jacket. In this way, the environment sensor 17 or the component 16 is reliably protected against the ingress of moisture.

Bezogen auf 2 ist hinter bzw. linksseitig neben der Trockenabteilung 20 in dem Dachmodul 10 eine Nassabteilung 22 vorgesehen, die von der Trockenabteilung 20 flüssigkeitsdicht abgekapselt ist. In der Nassabteilung 22 befindet sich die Kühleinrichtung 24 zur Abfuhr von Abwärme von dem elektrischen und/oder elektronischen Bauteil 16 bzw. dem Umfeldsensor 17. Zwischen der Kühleinrichtung 24 und dem Umfeldsensor 16 erstreckt sich ein Wärmeleitelement 26, das eine Heatpipe umfasst. Der Umfeldsensor 16 ist mit einer Kühlfläche 28 auf der zur Trockenabteilung 20 weisenden Innenseite des Wärmeleitelements 26 befestigt. Auf diese Weise kann die vom Umfeldsensor 16 abgegebene Abwärme effektiv auf das Wärmeleitelement 26 übertragen werden.Related to 2 behind or to the left of the dry compartment 20 in the roof module 10 is a wet compartment 22 which is encapsulated from the dry compartment 20 in a liquid-tight manner. The cooling device 24 for dissipating waste heat from the electrical and/or electronic component 16 or the environment sensor 17 is located in the wet compartment 22. A heat-conducting element 26, which includes a heat pipe, extends between the cooling device 24 and the environment sensor 16. Surroundings sensor 16 is fastened with a cooling surface 28 on the inside of heat-conducting element 26 facing dry compartment 20 . In this way, the waste heat given off by environment sensor 16 can be effectively transferred to heat-conducting element 26 .

Durch Wärmefluss im Wärmeleitelement 26 wird die Abwärme zur Kühleinrichtung 24 in der Nassabteilung 22 übertragen. Die Kühleinrichtung 24 umfasst einen ersten Kühlkanal 25. In dem ersten Kühlkanal 25 ist ein Kühlkörper 30, der von dem Wärmeleitelement 26 umfasst ist, mit einer Vielzahl von Kühlrippen 32 angeordnet. Der Kühlkörper 30 ist mit seiner bodenseitigen Fläche auf der zur Nassabteilung 22 weisenden Innenseite des Wärmeleitelements 26 wärmeleitend fixiert, so dass die im Wärmeleitelement 26 übergeleitete Abwärme mit geringem thermischem Widerstand auf dem Kühlkörper 30 übergeht. Dadurch erwärmen sich die Kühlrippen 32 des Kühlkörpers 30.The waste heat is transferred to the cooling device 24 in the wet department 22 by heat flow in the heat-conducting element 26 . The cooling device 24 comprises a first cooling duct 25. A cooling body 30, which is surrounded by the heat-conducting element 26, with a multiplicity of cooling ribs 32 is arranged in the first cooling duct 25. The heat sink 30 is heat-conductively fixed with its bottom surface on the inside of the heat-conducting element 26 facing the wet compartment 22 , so that the waste heat conducted in the heat-conducting element 26 is transferred to the heat sink 30 with low thermal resistance. As a result, the cooling fins 32 of the heat sink 30 heat up.

Die Kühleinrichtung 24 umfasst ferner zumindest einen Kühllüfter 34. Der Kühllüfter 34 ist vorzugsweise mit einer Steuerung 35 entweder durch ein oder mehrere Kabel oder kabellos verbunden, so dass der Kühllüfter 34 von der Steuerung 35 ein oder mehrere Steuersignale empfangen kann. Ausführungsbeispiele der Kühllüfter 34 sind in 4 gezeigt. Im Falle von 3 sind zwei Kühllüfter 34 parallel zueinander bzw. hintereinander geschaltet und in dem ersten Kühlkanal 25 angeordnet. In dem dargestellten Beispiel in 2 kann durch Eintrittsöffnungen 36 bzw. zumindest einen Kühllufteinlass 36 Frischluft in die Nassabteilung 22 eingefördert werden. Über den oder die Kühllüfter 34 wird ein Luftstrom erzeugt, so dass die Frischluft an den Kühlrippen 32 vorbeiströmt und die von dem Umfeldsensor 16 erzeugte Abwärme aufnimmt. Die erwärmte Frischluft strömt anschließend beispielsweise durch einen zweiten Kühlkanal 38, der mit dem ersten Kühlkanal 25 verbunden ist, durch Austrittsöffnungen 40 aus der Nassabteilung 22 aus. Es versteht sich, dass es sich bei dem ersten und dem zweiten Kühlkanal 25, 38 auch um einen gemeinsamen und/oder durchgehenden und/oder einstückigen Kühlkanal handeln kann. Auch versteht es sich, dass die Austrittsöffnungen 40 hier nur exemplarisch angezeigt sind. Der zweite Kühlkanal und/oder eine Austritt kann grundsätzlich beliebig angeordnet und/oder gelagert sein. Dadurch kann die Abwärme vollständig aus dem Dachmodul 10 ausgefördert werden.The cooling device 24 further comprises at least one cooling fan 34. The cooling fan 34 is preferably connected to a controller 35 either by one or more cables or wirelessly, so that the cooling fan 34 can receive one or more control signals from the controller 35. Embodiments of the cooling fans 34 are in 4 shown. In case of 3 two cooling fans 34 are connected in parallel or one behind the other and are arranged in the first cooling channel 25 . In the example shown in 2 fresh air can be conveyed into the wet compartment 22 through inlet openings 36 or at least one cooling air inlet 36 . An air flow is generated via the cooling fan(s) 34 so that the fresh air flows past the cooling fins 32 and absorbs the waste heat generated by the surroundings sensor 16 . The heated fresh air then flows out of the wet compartment 22 through outlet openings 40 , for example through a second cooling duct 38 which is connected to the first cooling duct 25 . It goes without saying that the first and the second cooling channel 25, 38 can also be a common and/or continuous and/or one-piece cooling channel. It is also understood that the outlet openings 40 are only shown here as an example. In principle, the second cooling channel and/or an outlet can be arranged and/or mounted in any way. As a result, the waste heat can be completely discharged from the roof module 10.

Zur Steigerung der Wärmeabfuhrleistung umfasst die erfindungsgemäße Kühleinrichtung 24 eine Sprüheinrichtung 42. Die Sprüheinrichtung 42 umfasst zumindest eine Sprühdüse 44. Die Sprüheinrichtung 42 kann auch ein oder mehrere Ventile und/oder eine oder mehrere Zuleitungen zur Fluidzufuhr umfassen. Die Sprühdüse kann vorzugsweise mit einem Tank 46 (z. B. einem Kühlmittelflüssigkeitstank und/oder einem Reiningungsflüssigkeitstank) verbunden sein (siehe 2), so dass aus dem Tank 46 (Kühl-) Flüssigkeit derart zu der Sprühdüse 44 gefördert wird, dass diese das zumindest eine Wärmeleitelement 26, beispielsweise den oder die Kühlkörper 30 mit der Kühlflüssigkeit benetzt. Die Kühlflüssigkeit schlägt sich auf einer Oberfläche (bestehend aus der Vielzahl von Kühlrippen 32) des Kühlkörpers 30 nieder und kann dort verdampfen. Dadurch kann die Verdampfungsenthalpie zur Steigerung der Wärmeabfuhr von dem Wärmeleitelement 26 genutzt werden. Es versteht sich, dass der Tank gemäß 2 lediglich exemplarisch dargestellt ist und grundsätzlich irgendwo in dem Kraftfahrzeug angeordnet sein kann. Somit kann sich das Bezugszeichen 46 grundsätzlich auch allgemein auf eine von einem Tank des Fahrzeuges gelegte bzw. geführte Zuleitung beziehen. Die exemplarische Anordnung des Tanks 46 ist keineswegs einschränkend zu verstehen.To increase the heat dissipation performance, the cooling device 24 according to the invention includes a spray device 42. The spray device 42 includes at least one spray nozzle 44. The spray device 42 can also include one or more valves and/or one or more supply lines for fluid supply. The spray nozzle can preferably be connected to a tank 46 (e.g. a coolant liquid tank and/or a cleaning liquid tank) (see FIG 2 ), so that (cooling) liquid is conveyed from the tank 46 to the spray nozzle 44 in such a way that it wets the at least one heat-conducting element 26, for example the cooling element or elements 30, with the cooling liquid. The cooling liquid is reflected on a surface (consisting of the plurality of cooling fins 32) of the heat sink 30 and can evaporate there. As a result, the vaporization enthalpy can be used to increase the heat dissipation from the heat-conducting element 26 . It is understood that the tank according to 2 is only shown as an example and can in principle be arranged anywhere in the motor vehicle. Thus, in principle, reference number 46 can also generally refer to a supply line laid or routed from a tank of the vehicle. The exemplary arrangement of the tank 46 is in no way to be understood as limiting.

In der unmittelbaren Umgebung um den Umfeldsensor 17 können vorzugsweise ein oder mehrere Temperatursensoren 48 angeordnet. Somit kann die Temperatur des Umfeldsensors 17 gemessen werden. Die Steuerung 35 ist vorzugsweise kommunikativ mit dem Temperatursensor 48 über ein oder mehrere Kabel oder kabellos verbunden, kann also zumindest eines oder mehrere Signale der Temperatursensoren 48 empfangen. Die Steuerung 35 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, eine jeweils benötigte Wärmeabfuhrleistung aus der jeweils gemessenen Temperatur zu ermitteln, und auf Basis der jeweils ermittelten Wärmeabfuhrleistung die zumindest eine Sprüheinrichtung 42 zu veranlassen, das zumindest eine Wärmeleitelement 26 mit einer Kühlflüssigkeit zu benetzen. Die Steuerung 35 ist vorzugsweise kommunikativ mit der Sprüheinrichtung 42 über ein oder mehrere Kabel oder kabellos verbunden, kann also zumindest eines oder mehrere Signale an die Sprüheinrichtung senden und/oder von dieser empfangen. Abhängig von der an dem Temperatursensor 48 gemessenen Temperatur kann die Sprüheinrichtung 42 durch die Steuerung 35 entsprechend angesteuert werden, eine zu versprühenden Menge der Kühlflüssigkeit in Abhängigkeit der jeweils ermittelten Wärmeabfuhrleistung zu regeln und/oder die Sprüheinrichtung 42 in Abhängigkeit der jeweils ermittelten Wärmeabfuhrleistung zu veranlassen, die Kühlflüssigkeit gepulst, getaktet oder kontinuierlich zu versprühen. Derart kann der Umfeldsensor 17 effektiv gekühlt werden. Die Steuerung 35 kann beispielsweise auch an der Sprüheinrichtung oder der Sprühdüse angeordnet sein. Die Steuerung 35 kann beispielsweise auch von der Sprüheinrichtung oder der Sprühdüse umfasst sein.One or more temperature sensors 48 can preferably be arranged in the immediate vicinity of the surroundings sensor 17 . The temperature of the surroundings sensor 17 can thus be measured. The controller 35 is preferably communicatively connected to the temperature sensor 48 via one or more cables or wirelessly, so it can receive at least one or more signals from the temperature sensors 48 . Controller 35 is preferably configured to determine a heat dissipation capacity required in each case from the temperature measured in each case and, based on the heat dissipation capacity determined in each case, to cause the at least one spray device 42 to wet the at least one heat-conducting element 26 with a coolant. The controller 35 is preferably communicatively connected to the spray device 42 via one or more cables or wirelessly, so it can send at least one or more signals to and/or receive from the spray device. Depending on the temperature measured at the temperature sensor 48, the spray device 42 can be actuated accordingly by the controller 35 to regulate a quantity of cooling liquid to be sprayed as a function of the respectively determined heat dissipation capacity and/or to cause the spray device 42 depending on the respectively determined heat dissipation capacity to spray the coolant in a pulsed, cycled or continuous manner. In this way, the environment sensor 17 can be effectively cooled. The controller 35 can, for example, also be arranged on the spray device or the spray nozzle. The controller 35 can, for example, also be included in the spray device or the spray nozzle.

5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Bauteil 16 über das Wärmeleitelement 26 (hier eine Heatpipe 50) mit einem weiteren Wärmeleitelement 26 (hier der Kühlkörper 30) in wärmeübertragender Verbindung (siehe Pfeil) steht, so dass Wärme von dem Bauteil 16 in Richtung des Kühlkanals 25 abgeführt werden kann. In den Kühlkanal 25 ragt zumindest teilweise die Sprühdüse 44, so dass diese die Kühlflüssigkeit auf den Kühlkörper 30 sprühen kann. Es resultiert ein Wärmefluss 52 durch den Kühlkanal 25. 5 shows a further exemplary embodiment in which component 16 is in heat-transferring connection (see arrow) via heat-conducting element 26 (here a heat pipe 50) to another heat-conducting element 26 (here the heat sink 30), so that heat is transferred from component 16 in the direction of the Cooling channel 25 can be discharged. The spray nozzle 44 protrudes at least partially into the cooling channel 25 so that it can spray the cooling liquid onto the cooling body 30 . A heat flow 52 results through the cooling channel 25.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Dachmodulroof module
1212
Flächenbauteilsurface component
1414
Dachhautroof skin
1616
elektrisches und/oder elektronisches und/oder elektromagnetisches Bauteilelectrical and/or electronic and/or electromagnetic component
1717
Umfeldsensorenvironment sensor
1818
elektromagnetische Signaleelectromagnetic signals
2020
Trockenabteilungdrying department
2222
Nassabteilungwet department
2424
Kühleinrichtungcooling device
2525
erster Kühlkanalfirst cooling channel
2626
Wärmeleitelementheat conducting element
2828
Kühlflächecooling surface
3030
Kühlkörperheatsink
3232
Kühlrippecooling fin
3434
Kühllüftercooling fan
3535
Steuerungsteering
3636
Eintrittsöffnung, Kühllufteinlassesinlet opening, cooling air intake
3838
zweiter Kühlkanalsecond cooling channel
4040
Austrittsöffnungexit port
4242
Sprüheinrichtungspray device
4444
Sprühdüsespray nozzle
4646
Tanktank
4848
Temperatursensortemperature sensor
5050
Heatpipeheat pipe
5252
Wärmeflussheat flow
100100
Fahrzeugdachvehicle roof
102102
Dachrahmenroof frame
104104
Querholmecrossbars
106106
Längsholmelongitudinal bars

Claims (15)

Dachmodul zur Bildung eines Fahrzeugdachs (100) an einem Kraftfahrzeug, umfassend ein Flächenbauteil (12), das zumindest bereichsweise eine Dachhaut (14) des Fahrzeugdachs (100) bildet, zumindest ein elektrisches und/oder elektronisches Bauteil (16) und eine Kühleinrichtung (24) mit zumindest einem Kühlkanal (25), in dem zumindest ein mit dem zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil (16) in wärmeleitender Verbindung stehendes Wärmeleitelement (26) angeordnet ist, durch das zumindest eine von dem zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil (16) abgegebene Abwärme abgeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (24) zumindest eine Sprüheinrichtung (42) umfasst, die dazu eingerichtet ist, das zumindest eine Wärmeleitelement (26) mit einer Kühlflüssigkeit zu benetzen.Roof module for forming a vehicle roof (100) on a motor vehicle, comprising a planar component (12) which at least partially forms a roof skin (14) of the vehicle roof (100), at least one electrical and/or electronic component (16) and a cooling device (24 ) with at least one cooling channel (25), in which at least one with the at least one electrical and / or electronic component (16) in thermally conductive connection heat conducting element (26) is arranged, through which at least one of the at least at least one electrical and/or electronic component (16) can be dissipated, characterized in that the cooling device (24) comprises at least one spray device (42) which is set up to spray the at least one heat-conducting element (26) with a cooling liquid wet Dachmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sprüheinrichtung (42) stromaufwärts in einem Bereich eines Kühllufteinlasses (36) des zumindest einen Kühlkanals (25) und/oder innerhalb des Kühlkanals (25) angeordnet ist.roof module claim 1 , characterized in that the at least one spray device (42) is arranged upstream in a region of a cooling air inlet (36) of the at least one cooling duct (25) and/or within the cooling duct (25). Dachmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sprüheinrichtung (42) stromaufwärts in einem Bereich vor dem zumindest einen Wärmeleitelement (26), das insbesondere als Kühlkörper oder als Kühlkörper mit zumindest einer Kühlrippe ausgebildet ist, in dem Kühlkanal (25) angeordnet ist.roof module claim 1 or 2 , characterized in that the at least one spray device (42) is arranged upstream in a region in front of the at least one heat-conducting element (26), which is designed in particular as a heat sink or as a heat sink with at least one cooling rib, in the cooling duct (25). Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (24) zumindest einen Kühllüfter (34) umfasst, der dazu eingerichtet ist, einen Kühlluftstrom innerhalb des zumindest einen Kühlkanals (25) zu erzeugen, und/oder dass die Kühleinrichtung (24) an einen externen Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeuges (1000) angeschlossen ist, der dazu eingerichtet ist, einen Kühlluftstrom in dem zumindest einen Kühlkanal (25) zu erzeugen.Roof module according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the cooling device (24) comprises at least one cooling fan (34) which is set up to generate a flow of cooling air within the at least one cooling duct (25), and/or that the cooling device (24) is connected to an external cooling circuit of a Motor vehicle (1000) is connected, which is set up to generate a flow of cooling air in the at least one cooling duct (25). Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprüheinrichtung (42) zumindest eine Sprühdüse und/oder eine Zerstäuberdüse umfasst und dazu eingerichtet ist, die Kühlflüssigkeit feindispers und/oder gerichtet und/oder gestrahlt zu versprühen.Roof module according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the spray device (42) comprises at least one spray nozzle and/or an atomizer nozzle and is set up to spray the cooling liquid in a finely dispersed and/or directed and/or jetted manner. Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeit Wasser und/oder ein Wasser-Alkoholgemisch und/oder eine Reinigungsflüssigkeit aufweist.Roof module according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the cooling liquid comprises water and/or a water-alcohol mixture and/or a cleaning liquid. Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachmodul (10) ferner eine Reinigungseinrichtung mit zumindest einer Reinigungsdüse umfasst, die mit einem ein Reinigungsfluid aufweisenden Tank (46) verbunden ist, und die dazu ausgebildet ist, zumindest einen Bereich der Dachhaut (14) und/oder des Flächenbauteils (12) zu reinigen, und dass die Sprüheinrichtung (42) dazu ausgebildet ist, die Kühlflüssigkeit aus dem Tank (46) zu entnehmen und das zumindest eine Wärmeleitelement (26) damit zu benetzen.Roof module according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the roof module (10) further comprises a cleaning device with at least one cleaning nozzle, which is connected to a tank (46) containing a cleaning fluid and which is designed to clean at least one area of the roof skin (14) and/or the To clean the surface component (12), and that the spray device (42) is designed to remove the coolant from the tank (46) and to wet the at least one heat-conducting element (26) with it. Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachmodul (10) zumindest einen Temperatursensor (44) umfasst, der dazu ausgebildet ist, zumindest eine Temperatur des zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Bauteils (16) zu messen.Roof module according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the roof module (10) comprises at least one temperature sensor (44) which is designed to measure at least one temperature of the at least one electrical and / or electronic component (16). Dachmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dachmodul (10) einen Steuerung (35) umfasst, die dazu ausgebildet ist, eine jeweils benötigte Wärmeabfuhrleistung aus der jeweils gemessenen Temperatur zu ermitteln, und auf Basis der jeweils ermittelten Wärmeabfuhrleistung die zumindest eine Sprüheinrichtung (42) zu veranlassen, das zumindest eine Wärmeleitelement (26) mit einer Kühlflüssigkeit zu benetzen.roof module claim 8 , characterized in that the roof module (10) comprises a controller (35) which is designed to determine a required heat dissipation capacity from the temperature measured in each case and to initiate the at least one spray device (42) on the basis of the heat dissipation capacity determined in each case to wet the at least one heat-conducting element (26) with a cooling liquid. Dachmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (35) dazu eingerichtet ist, eine durch die Sprüheinrichtung (42) zu versprühenden Menge der Kühlflüssigkeit in Abhängigkeit der jeweils ermittelten Wärmeabfuhrleistung zu regeln und/oder die Sprüheinrichtung (42) in Abhängigkeit der jeweils ermittelten Wärmeabfuhrleistung zu veranlassen, die Kühlflüssigkeit gepulst, getaktet oder kontinuierlich zu versprühen.roof module claim 9 , characterized in that the controller (35) is set up to regulate a quantity of cooling liquid to be sprayed by the spray device (42) depending on the respectively determined heat dissipation capacity and/or to cause the spray device (42) depending on the respectively determined heat dissipation capacity to spray the coolant in a pulsed, cycled or continuous manner. Dachmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine elektrische und/oder elektronische Bauteil (16) zumindest eine Kühlfläche (28) aufweist und mit dieser mit dem zumindest einen Wärmeleitelement (26) wärmeübertragend zur Anlage kommt.Roof module according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one electrical and/or electronic component (16) has at least one cooling surface (28) and comes into contact with this with the at least one heat-conducting element (26) in a heat-transferring manner. Dachmodul nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Wärmeleitelement (26) einen Kühlköper (30) und/oder eine Heatpipe (50) und/oder einen Wärmetauscher und/oder eine Wärmepumpe und/oder eine metallische und/oder kunststoffartige und/oder vergleichbare wärmeleitende Verbindung umfasst.Roof module according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one heat-conducting element (26) has a cooling element (30) and/or a heat pipe (50) and/or a heat exchanger and/or a heat pump and/or a metallic and/or plastic-type and/or includes a comparable thermally conductive compound. Dachmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (30) eine Vielzahl von Kühlrippen (32) aufweist.roof module claim 12 , characterized in that the heat sink (30) has a plurality of cooling fins (32). Dachmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine elektrische und/oder elektronische Bauteil (16) eine Antenne und/oder einen Umfeldsensor (17) und/oder ein Steuergerät und/oder ein lichterzeugendes Element umfasst, wobei der Umfeldsensor (17) als Lidar-Sensor und/oder als Radar-Sensor und/oder als Kamera-Sensor und/oder als Multikamera-Sensor und/oder als Ultraschallsensor ausgebildet ist.Roof module according to one of Claims 1 until 13 , characterized in that the at least one electrical and / or electronic component (16) comprises an antenna and / or an environment sensor (17) and / or a control unit and / or a light-generating element, wherein the environment sensor (17) as a lidar sensor and/or as a radar sensor and/or as a camera sensor and/or as a multi-camera sensor and/or as an ultrasonic sensor. Kraftfahrzeug mit einer Dachrahmenstruktur (102) und einem Dachmodul (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, das als Baueinheit auf die Dachrahmenstruktur (102) montiert ist.Motor vehicle with a roof frame structure (102) and a roof module (10) according to one of the preceding claims, which is mounted as a unit on the roof frame structure (102).
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