DE102009059240A1

DE102009059240A1 - Kraftfahrzeug-Kühlsystem

Info

Publication number: DE102009059240A1
Application number: DE102009059240A
Authority: DE
Inventors: Gunter 82064 Galtz; Markus 85521 Renner; Theresia 82205 Koppe
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2029-12-22
Also published as: DE102009059240B4; KR20120057655A; US20120247716A1; CN102686423A; WO2011076199A1

Abstract

Es wird ein Kraftfahrzeug-Kühlsystem bereitgestellt, mit einem ersten Kühlkreislauf (10), in dem eine Kühlflüssigkeit zirkulierbar ist, zumindest einer in den ersten Kühlkreislauf eingebundenen zu kühlenden elektrischen Komponente (4, 3, 2) des Fahrzeugs, die über die in dem ersten Kühlkreislauf zirkulierbare Kühlflüssigkeit kühlbar ist, einer Kälteanlage (40), die dazu ausgebildet ist, Kühlleistung bereitzustellen, und einem Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauscher (44), der dazu ausgebildet ist, die von der Kälteanlage (40) bereitgestellte Kühlleistung auf die Kühlflüssigkeit zu übertragen. In dem ersten Kühlkreislauf (10) ist ein erster Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher (31) zur Kühlung von Luft für einen Fahrzeug-Innenraum angeordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Kühlsystem, insbesondere ein Kraftfahrzeug-Kühlsystem, das dazu ausgebildet ist, zumindest eine zu kühlende elektrische Komponente und Luft für einen Fahrzeuginneraum zu kühlen.
Im Rahmen der Suche nach alternativen Antriebskonzepten für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Straßenfahrzeuge, geht ein Trend in Richtung so genannter Hybrid-Fahrzeuge, die über einen elektrischen Antriebsmotor und einen Verbrennungs-Antriebsmotor verfügen, und in Richtung von Elektrofahrzeugen, die ausschließlich über einen elektrischen Antriebsmotor verfügen. Bei derartigen Fahrzeugen ist eine Traktionsbatterie vorgesehen, die dazu ausgestaltet ist, die für einen Antrieb des Fahrzeugs über den elektrischen Antriebsmotor erforderliche Energie bereitzustellen. Ferner ist bei derartigen Fahrzeugen eine Leistungselektronik vorgesehen, die bei dem Antrieb des Fahrzeugs über den elektrischen Antriebsmotor zum Einsatz kommt. Die Traktionsbatterie, die Leistungselektronik und der elektrische Antriebsmotor erwärmen sich beim Betrieb und es ist erforderlich, diese zu kühlen, um die Funktionsfähigkeit aufrechtzuerhalten und Beschädigungen. aufgrund zu hoher Temperaturen zu verhindern. Die Traktionsbatterie, die Leistungselektronik und der elektrische Antriebsmotor bilden somit zu kühlende elektrische Komponenten des Fahrzeugs. Insbesondere in Bezug auf die Traktionsbatterie ist es bei bekannten Batterietypen erforderlich, diese in einem Temperaturbereich zwischen einer Temperatur-Untergrenze und einer Temperatur-Obergrenze zu halten, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten, sodass es je nach Betriebszustand und Umgebungstemperatur auch erforderlich sein kann, diese aktiv zu beheizen.
In einigen Betriebszuständen und je nach Umgebungstemperaturen kann die Situation auftreten, dass eine Kühlung der zu kühlenden elektrischen Komponenten über eine Luftkühlung mit Außenluft nicht ausreichend erreicht werden kann und somit eine aktive Kühlung vorgesehen werden muss, die die Kühlleistung von einer Kälteanlage nutzt.
DE 44 08 960 C1 beschreibt eine Vorrichtung zur Kühlung einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs. Es wird beschrieben, einen Kühlkreislauf mit Luft/Wasser-Wärmetauscher zum Abführen von Abwärme an Außenluft und ein Kühlaggregat vorzusehen, dessen Verdampfer in thermischem Kontakt mit diesem Kühlkreislauf steht und der nach Bedarf aktivierbar ist, um die gewünschte Batterietemperatur einzuhalten.
Ferner ist es bei Kraftfahrzeugen inzwischen üblich geworden, eine Kühlung der Luft für einen Fahrzeuginnenraum vorzusehen, um den Komfort von Passagieren zu erhöhen. Die erforderliche Kühlleistung wird dabei üblicherweise ebenfalls von einer Kälteanlage bereitgestellt, in der Regel von einer kompressorbetriebenen Klimaanlage.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Kraftfahrzeug-Kühlsystem bereitzustellen, das eine Kühlung zu kühlender elektrischer Komponenten und von Luft für einen Fahrzeug-Innenraum in kompakter Bauweise erreicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug-Kühlsystem nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das Kraftfahrzeug-Kühlsystem weist auf: einen ersten Kühlkreislauf, in dem eine Kühlflüssigkeit zirkulierbar ist; zumindest eine in den ersten Kühlkreislauf eingebundene zu kühlende elektrische Komponente des Fahrzeugs, die über die in dem ersten Kühlkreislauf zirkulierbare Kühlflüssigkeit kühlbar ist; eine Kälteanlage, die dazu ausgebildet ist, Kühlleistung bereitzustellen; und einen Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauscher, der dazu ausgebildet ist, die von der Kälteanlage bereitgestellte Kühlleistung auf die Kühlflüssigkeit zu übertragen. In dem ersten Kühlkreislauf ist ein erster Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher zur Kühlung von Luft für einen Fahrzeug-Innenraum angeordnet.
Unter Kraftfahrzeug werden vorliegend Land-, Wasser- und Luftfahrzeuge verstanden, die einen Antriebsmotor aufweisen. Der Antriebsmotor kann dabei z. B. durch eine Brennkraftmaschine, durch einen Elektromotor oder durch einen so genannten Hybrid-Antrieb gebildet sein. Die vorliegende Erfindung ist dabei insbesondere bei der Verwendung von Elektromotoren und Hybridantrieben von Vorteil, bei denen eine Traktionsbatterie, ein elektrischer Antriebsmotor und zugehörige Leistungselektronik Wärme freisetzen, die abgeführt werden muss. Unter Kühlkreislauf wird im Rahmen dieser Beschreibung ein Kreislauf verstanden, in dem eine Kühlflüssigkeit zirkuliert werden kann, um in den Kreislauf eingebundene Komponenten zu kühlen. Unter einer „Kühlflüssigkeit” wird dabei eine Flüssigkeit verstanden, die dazu dient Wärme in dem Kreislauf zu transportieren, ohne dabei Phasenübergänge (flüssig zu gasförmig) zu durchlaufen. Eine Flüssigkeit, die derart eingesetzt wird, dass sie in einem Kreislauf verdampft und wieder kondensiert wird, um bei dem Verdampfen Kühlleistung bereitzustellen wird im Gegensatz dazu als „Kältemittel” bezeichnet. Als Kühlflüssigkeit kann z. B. in bekannter Weise Wasser, ein Wasser-Glykol-Gemisch oder Wasser mit weiteren Zusätzen zum Einsatz kommen. Unter „zu kühlender elektrischer Komponente” wird vorliegend eine Komponente verstanden, von der Wärme abgeführt werden muss, damit diese nicht überhitzt. Insbesondere wird unter zu kühlender elektrischer Komponente nicht eine elektrische Komponente verstanden, die zu dem Zweck mit elektrischer Leistung versorgt wird, um Wärme bereitzustellen, wie es z. B. bei einem Widerstandsheizer, z. B. einem PTC-Element, der Fall ist. Unter Luft für einen Fahrzeug-Innenraum wird vorliegend Luft verstanden, die einem Fahrzeug-Innenraum zugeführt wird, um diesen zu konditionieren. Unter „konditionieren” wird dabei verstanden, den Fahrzeug-Innenraum zu kühlen, zu beheizen, zu entfeuchten und/oder mit Frischluft zu versorgen. Unter einem Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauscher wird ein Wärmetauscher verstanden, der dazu ausgebildet ist, Wärme zwischen einem Kältemittel und einer Kühlflüssigkeit zu übertragen. Unter einem Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher wird ein Wärmetauscher verstanden, der dazu ausgebildet ist, Wärme zwischen Kühlflüssigkeit und Luft zu übertragen.
Dadurch, dass in dem ersten Kühlkreislauf der erste Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher zur Kühlung von Luft für einen Fahrzeug-Innenraum angeordnet ist, erfolgt die Kühlung der Luft für den Fahrzeug-Innenraum indirekt über den ersten Kühlkreislauf. In dieser Weise wird eine kompakte Bauweise der Kälteanlage ermöglicht, bei der die Längen von kältemittelführenden Bauteilen auf ein minimales Maß beschränkt werden können. Z. B. können bei einem Aufbau mit Verdichter, Kondensator, Expansionsventil und Verdampfer mit Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauscher diese in einer kompakten Einheit zusammengefasst werden. Kältemittelverluste können minimiert werden, da die Länge kältemittelführender Verbindungen reduziert werden kann. Da eine Kühlflüssigkeitsführung wesentlich kostengünstiger realisiert werden kann als eine Kältemittelführung (in Bezug auf Druckverhältnisse, Dichtigkeit, etc.), können in dieser Weise Kosten eingespart werden. Durch die ermöglichte kompakte Bauweise der Kälteanlage werden das Volumen des Kältemittels, das Gewicht und die Systemkosten der Kälteanlage reduziert. Es kann ein bei Elektro- bzw. Hybrid-Fahrzeugen bestehender Kühlflüssigkeitskreislauf genutzt werden. Bei der Nutzung eines bestehenden Kühlkreislaufs in einem Elektro- oder Hybrid-Fahrzeug kann ferner in einfacher Weise eine Mehrzonenklimatisierung bereitgestellt werden, bei der an verschiedenen Stellen in Bezug auf einen Fahrzeug-Innenraum Kühlleistung abgegriffen wird, da die Kühlleistung durch mehrere in den Kühlkreislauf eingebundene Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher für den Fahrzeug-Innenraum bereitgestellt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass zur Kühlung der Luft für einen Fahrzeug-Innenraum keine kältemittelführenden Bauteile in den Luftstrom eines Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystems (HVAC-Modul, heating, venting, airconditioning) eingebaut zu werden brauchen. Die Kühlflüssigkeit kann z. B. durch übliches Kühlwasser, wie z. B. ein Wasser-Glykol-Gemisch mit eventuell weiteren Zusatzstoffen gebildet sein. Gemäß der erfindungsgemäßen Losung wird der Kühlkreislauf somit sowohl für die Kühlung der zu kühlenden elektrischen Komponenten als auch zur Kühlung des Fahrzeug-Innenraums genutzt.
Gemäß einer Ausgestaltung ist der erste Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher in dem ersten Kühlkreislauf stromabwärts des Kältenmittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauschers und stromaufwärts der zumindest einen zu kühlenden elektrischen Komponente des Fahrzeugs zwischen dem Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauscher und der zumindest einen zu kühlenden elektrischen Komponente angeordnet. Die Bezeichnungen stromabwärts und stromaufwärts beziehen sich dabei auf die Strömungsrichtung, in der die Kühlflüssigkeit in dem ersten Kühlkreislauf zirkuliert wird. Bei dieser Anordnung kann dem Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher bei Bedarf sehr kalte Kühlflüssigkeit von dem Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauscher zugeführt werden, um eine hohe Kühlleistung für den Fahrzeug-Innenraum bereitzustellen. Die Kühlflüssigkeit gelangt erst anschließend zu der zu kühlenden elektrischen Komponente, wo sie durch die abzuführende Abwärme erwärmt wird. Somit können Innenraumkühlung und Kühlung der elektrischen Komponenten beide effizient durchgeführt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung weist die zumindest eine zu kühlende elektrische Komponente eine Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs auf. Insbesondere für Traktionsbatterien müssen im Betrieb hohe Kühlleistungen bereitgestellt werden, was durch das angegebene System zuverlässig erreicht wird.
Gemäß einer Ausgestaltung ist ein zweiter Kühlkreislauf vorgesehen, in dem Kühlflüssigkeit zirkulierbar ist und über den Wärme von der zumindest einen zu kühlenden elektrischen Komponente mittels eines weiteren Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauschers an Außenluft abführbar ist. In diesem Fall stehen zwei Möglichkeiten zur Verfügung, über die eine Kühlung der zumindest einen zu kühlenden elektrischen Komponente realisiert werden kann, sodass in Abhängigkeit von äußeren Umständen verschiedene Betriebszustände des Kraftfahrzeug-Kühlkreises bereitgestellt werden können. Falls die zumindest eine zu kühlende Komponente derart eingebunden ist, dass diese wahlweise in den ersten Kühlkreislauf oder in den zweiten Kühlkreislauf einkoppelbar ist, kann sie z. B. von dem zweiten Kühlkreislauf teilweise oder vollständig entkoppelt werden, sodass dieser für andere Zwecke zur Verfügung steht. Wenn keine Kühlleistung von der Kälteanlage erforderlich ist, kann die zu kühlende elektrische Komponente von dem ersten Kreislauf entkoppelt werden, sodass deren Kühlung ausschließlich über den zweiten Kühlkreislauf erfolgt.
Gemäß einer Ausgestaltung ist eine Fahrzeugheizvorrichtung vorgesehen, die zum Beheizen von Kühlflüssigkeit in das Kraftfahrzeug-Kühlsystem eingebunden ist. In diesem Fall kann das Kraftfahrzeug-Kühlsystem auch gleichzeitig dazu genutzt werden, Luft für den Fahrzeuginnenraum zu beheizen, wenn dies gewünscht ist, und/oder die elektrischen Komponenten zu beheizen, wenn dies erforderlich ist. Unter einer „Fahrzeugheizvorrichtung” wird in diesem Zusammenhang eine Vorrichtung verstanden, die in einem Fahrzeug zu dem Zweck vorgesehen ist, Heizleistung bereitzustellen, wie z. B. ein brennstoffbetriebenes Fahrzeugheizgerät oder ein elektrischer Widerstandsheizer.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Fahrzeugheizvorrichtung derart eingebunden, dass die zumindest eine elektrische Komponente über von der Fahrzeugheizvorrichtung beheizte Kühlflüssigkeit beheizbar ist. In diesem Fall wird die Kühlflüssigkeit in dem Kraftfahrzeug-Kühlsystem auch dazu genutzt, die elektrische Komponente zu beheizen, wenn dies erforderlich ist, wie z. B. bei kalten Außentemperaturen.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Fahrzeugheizvorrichtung derart eingebunden, dass die Luft für den Fahrzeug-Innenraum über von der Fahrzeugheizvorrichtung beheizte Kühlflüssigkeit beheizbar ist. In diesem Fall wird die Kühlflüssigkeit in dem Kraftfahrzeug-Kühlsystem auch dazu genutzt, die Luft für den Fahrzeug-Innenraum zu beheizen, wenn dies gewünscht ist.
Gemäß einer Ausgestaltung weist die Fahrzeugheizvorrichtung ein brennstoffbetriebenes Heizgerät und/oder einen elektrischen Widerstandsheizer auf. Für den Fall, dass ein brennstoffbetriebenes Heizgerät vorgesehen ist, kann Heizleistung für die elektrischen Komponenten und/oder den Fahrzeug-Innenraum bereitgestellt werden, ohne die im Fahrzeug vorhandenen elektrischen Energiespeicher zu belasten, was zu einer Verringerung der Reichweite des Fahrzeugs führen würde. Für den Fall, dass ein elektrischer Widerstandsheizer vorgesehen ist, kann Heizleistung für die elektrischen Komponenten und/oder den Fahrzeug-Innenraum auch dann bereitgestellt werden, wenn ein Betrieb eines brennstoffbetriebenen Heizgeräts nicht möglich oder nicht zulässig ist. Dies kann z. B. der Fall sein, wenn sich das Fahrzeug in einer Garage befindet oder in einer schadstofffreien Zone (Zero-Emission-Zone).
Gemäß einer Ausgestaltung weist die Fahrzeugheizvorrichtung einen elektrischen Widerstandsheizer auf und ist dazu ausgebildet, bei Verfügbarkeit einer externen elektrischen Leistungsversorgung ausschließlich elektrisch zu heizen. Die Verfügbarkeit einer externen Leistungsversorgung kann insbesondere bei einem Laden einer Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs gegeben sein. In diesem Fall wird bei einer Verfügbarkeit einer externen elektrischen Leistungsversorgung kein Brennstoff verbraucht, wie es bei einem Beheizen mittels eines brennstoffbetriebenen Heizgeräts der Fall wäre.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Fahrzeugheizvorrichtung derart von dem Teil des Fahrzeug-Kühlsystems abkoppelbar, in dem die zumindest eine elektrische Komponente eingebunden ist, dass ein dritter Kreislauf ausgebildet wird. Über den dritten Kreislauf ist die Luft für den Fahrzeug-Innenraum über von der Fahrzeugheizvorrichtung beheizte Kühlflüssigkeit beheizbar, ohne der zumindest einen elektrischen Komponente Wärme zuzuführen, die von der Fahrzeugheizvorrichtung freigesetzt wird. In diesem Fall kann dem Fahrzeug-Innenraum bei Bedarf eine hohe Heizleistung durch die Fahrzeugheizvorrichtung zugeführt werden und es besteht dabei nicht Gefahr, dass die elektrischen Komponenten zu hohen Temperaturen ausgesetzt werden.
Weitere Vorteile und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen beschriebenen Ausführungsform.
1 zeigt schematisch den Aufbau eines Kraftfahrzeug-Kühlsystems gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Betriebs in einem ersten Betriebszustand.
3 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Betriebs in einem zweiten Betriebszustand.
4 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Betriebs in einem dritten Betriebszustand.
Eine Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug-Kühlsystem 1 gemäß einer Ausführungsform. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Kraftfahrzeug-Kühlsystem 1 in einem Elektrofahrzeug realisiert, das über einen Elektromotor 2 angetrieben wird. Es ist eine Leistungselektronik 3 vorgesehen, die eine Elektronikkomponente des Antriebsstrangs bildet. Zum Versorgen der Leistungselektronik 3 und des Elektromotors 2 mit elektrischer Energie ist ferner eine Traktionsbatterie 4 vorgesehen. Die Traktionsbatterie 4, die Leistungselektronik 3 und der Elektromotor 2 bilden zu kühlende elektrische Komponenten eines Fahrzeugs. Von diesen zu kühlenden Komponenten muss während eines Betriebs (zumindest in einigen Betriebszuständen des Fahrzeugs) Wärme abgeführt werden, um eine Aufrechterhaltung des Betriebs sicherzustellen bzw. Beschädigungen der Komponenten zu verhindern.
Das Kraftfahrzeug-Kühlsystem 1 weist bei der Ausführungsform neben den bereits beschriebenen elektrischen Komponenten (Traktionsbatterie 4, Leistungselektronik 3 und Elektromotor 2) weitere Komponenten auf, die im Folgenden beschrieben werden.
Es ist eine zweiteilige Wärmetauscheranordnung 30 vorgesehen, die einen ersten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 31 und einen zweiten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 32 aufweist. Die Wärmetauscheranordnung 30 ist dazu ausgebildet, mit einer Luftströmung von zu konditionierender Luft für einen Fahrzeug-Innenraum beaufschlagt zu werden, wie schematisch durch einen Pfeil L dargestellt ist Die Luft wird in dem Fahrzeug einem zu konditionierenden Fahrzeug-Innenraum zugeführt, der z. B. durch den Fahrgastraum des Fahrzeugs gebildet sein kann. Die Wärmetauscheranordnung 30 kann z. B. in dem Strömungsweg eines Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystems (HVAC-Moduls) des Fahrzeugs angeordnet sein, in dem durch ein Gebläse ein Luftstrom bereitgestellt wird. Die Wärmetauscheranordnung 30 ist dabei derart angeordnet, dass sie von dem Luftstrom umströmt oder durchströmt wird. Der erste Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 31 ist dazu ausgebildet, dass Wärme von einer zirkulierten Kühlflüssigkeit auf die Luft für den Fahrzeug-Innenraum übertragen wird bzw. dieser entzogen wird. Dies wird nachfolgend noch eingehender beschrieben. Der zweite Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 32 ist derart ausgebildet und angeordnet, dass Wärme von zirkulierter Kühlflüssigkeit auf die Luft für den Fahrzeug-Innenraum übertragen wird. Auch dies wird nachfolgend noch eingehender beschrieben. Der erste Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 31 und der zweite Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 32 sind bei der dargestellten Ausführungsform in einem gemeinsamen Gehäuse 33 angeordnet, wie in 1 schematisch durch einen gestrichelten Kasten dargestellt ist. Das gemeinsame Gehäuse 33 ist dabei dazu ausgebildet, in dem Luftströmungsweg eines Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungs-Systems (HVAC-Moduls) eines Fahrzeug angeordnet zu werden. Der erste Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 31 und der zweite Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 32 sind dabei voneinander thermisch entkoppelt angeordnet, sodass sich deren Temperaturen nicht wesentlich gegenseitig beeinflussen. Der erste Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 31 und der zweite Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 32 sind derart angeordnet, dass die zu konditionierende Luft für den Fahrzeug-Innenraum zuerst den ersten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 31 beaufschlagt und danach den zweiten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 32.
Es ist ferner eine Fahrzeugheizvorrichtung 22 vorgesehen. Die Fahrzeugheizvorrichtung 22 weist bei der dargestellten Ausführungsform ein brennstoffbetriebenes Heizgerät 22a auf, das durch die Umsetzung von Brennstoff mit Brennluft Wärme bereitstellt. Das brennstoffbetriebene Heizgerät ist als Flüssigkeitsheizgerät ausgebildet, bei dem die bereitgestellte Wärme auf die Kühlflüssigkeit übertragen wird. Wie in 1 gestrichelt dargestellt ist, kann die Fahrzeugheizvorrichtung 22 alternativ oder zusätzlich auch ein elektrisches Widerstandsheizelement 22b aufweisen, das dazu ausgebildet ist, freigesetzte Wärme auf die Kühlflüssigkeit zu übertragen.
Das Kraftfahrzeug-Kühlsystem 1 weist ferner einen weiteren Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 7 auf. Im Bereich des Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauschers 7 ist eine Umgehungsleitung 11 vorgesehen, mit der die Kühlflüssigkeit wahlweise unter Umgehung des Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauschers 7 zirkuliert werden kann. Es ist ein Ventil 9 vorgesehen, mit dem eingestellt werden kann, welcher Anteil der zirkulierten Kühlflüssigkeit durch den Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 7 geleitet wird und welcher Anteil durch die Umgehungsleitung 11 zirkuliert wird. Das Ventil 9 ist mit einer schematisch dargestellten Steuerung 100 verbunden und kann über diese angesteuert werden. Das Ventil 9 kann z. B. als Magnetventil ausgebildet sein. Der Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 7 ist dazu ausgebildet, Wärme an Außenluft abzuführen. Er ist derart ausgebildet, dass er mit einer Luftströmung beaufschlagt werden kann, mit der Wärme zu einer Umgebung des Fahrzeugs nach außen abführbar ist, wie schematisch durch einen Pfeil P dargestellt ist.
Die beschriebenen Komponenten des Kraftfahrzeug-Kühlsystems 1 sind über Verbindungsleitungen mit einander verbunden, in denen Kühlflüssigkeit zirkuliert werden kann. Es sind Pumpen 5, 6 und 21 vorgesehen, mit denen Kühlflüssigkeit in verschiedenen Bereichen des Kraftfahrzeug-Kühlsystems zirkuliert werden kann. Das Kraftfahrzeug-Kühlsystem 1 weist ferner Ventile 12, 13, 14, 15, 16 und 17 auf, mit denen eingestellt werden kann, durch welche Bereiche des Kraftfahrzeug-Kühlsystems 1 jeweils Kühlflüssigkeit zirkuliert wird. Die Ventile 12, 13, 14, 15, 16 und 17 sind mit der Steuerung 100 verbunden und können über diese angesteuert werden. Die Ventile können z. B. durch Magnetventile gebildet sein.
Es ist ferner eine Kälteanlage 40 vorgesehen, die einen Verdichter 41, einen Kondensator 42, ein Expansionsventil 43 und einen Verdampfer aufweist. Der Verdampfer weist einen Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauscher 44 auf. Die Kälteanlage 40 ist dazu ausgebildet, in bekannter Weise mit einem Kältemittel zu arbeiten und durch Verdampfung des Kältemittels Kühlleistung bereitzustellen. Dazu wird die Kälteanlage 40 zyklisch betrieben. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Kälteanlage 40 durch eine herkömmliche Kälteanlage gebildet, bei der gasförmiges Kältemittel in dem Verdichter 41 komprimiert wird, in dem Kondensator 42 zu flüssigem Kältemittel kondensiert wird, in dem Expansionsventil 43 einer Druckminderung unterworfen wird und in dem Verdampfer verdampft wird. Die durch den Verdampfungsprozess bereitgestellte Kühlleistung wird in dem Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauscher 44 auf Kühlflüssigkeit übertragen. Es ist jedoch zu beachten, dass auch andere Kälteanlagen, wie z. B. Absorptionskälteanlagen oder Adsorptionskälteanlagen zum Einsatz kommen können. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Kondensator 42 einen Luftkühler auf, der mit dem Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 7 kombiniert ist und von demselben Luftstrom P gekühlt wird. Der Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauscher 44 ist über Verbindungsleitungen mit den anderen kühlflüssigkeitführenden Komponenten des Kraftfahrzeug-Kühlsystems 1 verbunden.
Im Folgenden wird ein Betrieb des Kraftfahrzeug-Kühlsystems 1 in einem ersten Betriebszustand unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. Bei dem ersten Betriebszustand werden einerseits die zu kühlenden elektrischen Komponenten (bei der Ausführungsform: die Traktionsbatterie 4, die Leistungselektronik 3 und der Elektromotor 2) gekühlt und andererseits auch die Luft für den Fahrzeug-Innenraum, wie aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich wird. Es handelt sich um einen Betriebszustand, der z. B. bei einer Realisierung in einem Auto im Sommer zum Einsatz kommt. In 2 sind die Leitungen, die über die Ventile 9, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 in einen Zustand versetzt werden, bei dem durch diese keine Zirkulation von Kühlflüssigkeit erfolgt, als gestrichelte Linien dargestellt. Leitungen, in denen wahlweise über die Ventile 16 und 17 eine Teilströmung ermöglicht wird, sind gepunktet dargestellt. Die Steuerung 100 stellt die Ventile 9, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 derart, dass die im Folgenden beschriebenen Strömungen der Kühlflüssigkeit realisiert werden.
Bei dem ersten Betriebszustand ist die Kälteanlage 40 in Betrieb und in dem Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauscher 44 erfolgt mit der Kühlleistung der Kälteanlage 40 ein Abkühlen der Kühlflüssigkeit. Die abgekühlte Kühlflüssigkeit wird mittels der Pumpe 5 erst durch den ersten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 31 und anschließend zu der Traktionsbatterie 4, die eine zu kühlende elektrische Komponente bildet, gefördert. Somit steht in dem ersten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 31 eine hohe Kühlleistung bereit, da sich die Kühlflüssigkeit auf einem tiefen Temperaturniveau befindet, das durch die Kälteanlage 40 bereitgestellt wird. Die Kühlflüssigkeit, die sich nach dem ersten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 31 bereits auf einem etwas höheren Temperaturniveau befindet, dient anschließend zum Kühlen der stromabwärts gelegenen Traktionsbatterie 4. Von der Traktionsbatterie 4 strömt die Kühlflüssigkeit wieder zu dem Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauscher 44 zurück. In dieser Weise ist ein erster Kühlkreislauf 10 gebildet, in dem Kühlflüssigkeit zirkuliert wird, die mit der von der Kälteanlage 40 bereitgestellten Kühlleistung gekühlt wird. Der erste Kühlkreislauf weist dabei den Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmtauscher 44, den ersten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 31, die Pumpe 5, die Traktionsbatterie 4 als zu kühlende elektrische Komponente sowie die diese Komponenten verbindenden Leitungen auf.
Bei dem ersten Betriebszustand ist ferner ein zweiter Kühlkreislauf 20 ausgebildet, über den Kühlflüssigkeit zirkuliert wird. Mittels der Pumpe 6 wird Kühlflüssigkeit über die Leistungselektronik 3 und den Elektromotor 2, die zu kühlende elektrische Komponenten bilden, den zweiten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 32, die Fahrzeugheizvorrichtung 22 und den weiteren Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 7 zirkuliert. Die Fahrzeugheizvorrichtung 22 befindet sich dabei in einem ausgeschalteten Zustand, in dem sie keine Heizwärme auf die zirkulierte Kühlflüssigkeit überträgt. Über die zirkulierte Kühlflüssigkeit wird Abwärme von den zu kühlenden elektrischen Komponenten (in dem Ausführungsbeispiel die Leistungselektronik 3 und der Elektromotor 2) abgeführt. Die in dem zweiten Kühlkreislauf 20 zirkulierte Kühlflüssigkeit wird dabei über den weiteren Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 7 gekühlt. Der durch den Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 7 strömende Anteil der zirkulierten Kühlflüssigkeit kann dabei über das Ventil 9 gesteuert werden, um die erforderliche Kühlleistung bereitzustellen. Wenn lediglich geringer Kühlbedarf besteht, kann ein Teil der Kühlflüssigkeit durch die Umgehungsleitung 11 strömen.
Bei dem ersten Betriebszustand weist der zweite Kühlkreislauf 20 somit die Leistungselektronik 3 und den Elektromotor 2 als zu kühlende elektrische Komponenten, den zweiten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 32, den weiteren Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 7 und die Pumpe 6 auf. Die Fahrzeugheizvorrichtung 22 ist ferner in einem ausgeschalteten Zustand in den zweiten Kühlkreislauf 20 eingebunden. Die in dem zweiten Kühlkreislauf 20 zirkulierte Kühlflüssigkeit befindet sich dabei auf einem höheren Temperaturniveau als die in dem ersten Kühlkreislauf 10 zirkulierte Kühlflüssigkeit.
Die Temperatur der Traktionsbatterie 4 muss in einem vorgegebenen Temperaturbereich gehalten werden, der weder überschritten noch unterschritten werden sollte. Deshalb werden die Ventile 16 und 17 derart angesteuert, dass Kühlflüssigkeit aus dem zweiten Kühlkreis stromaufwärts der Traktionsbatterie 4 zu der in dem ersten Kühlkreislauf 10 zirkulierten Kühlflüssigkeit zugemischt werden kann und stromabwärts der Traktionsbatterie 4 wieder ein Teil der Kühlflüssigkeit in den zweiten Kühlkreislauf 20 zurückströmen kann. In dieser Weise wird die erforderliche Temperatur der Kühlflüssigkeit für die Traktionsbatterie 4 eingestellt.
Bei dem ersten Betriebszustand wird somit die Luft für den Fahrzeug-Innenraum über den ersten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 31 effizient gekühlt und gleichzeitig eine ausreichende Kühlleistung für die zu kühlenden elektrischen Komponenten bereitgestellt. Die Luft für den Fahrzeug-Innenraum, die durch die zweiteilige Wärmetauscheranordnung 30 strömt, wird in dem ersten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 31 auf ein tiefes Temperatur abgekühlt und damit stark entfeuchtet. In dem zweiten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 32 erfolgt ein Gegenwärmen mit der Abwärme von den elektrischen Komponenten, sodass die Luft wieder auf ein etwas höheres zweites Temperaturniveau erwärmt wird. In dieser Weise kann stark entfeuchtete Luft auf dem zweiten Temperaturniveau bereitgestellt werden.
Im Folgenden wird nun ein zweiter Betriebszustand unter Bezug auf die 1 und 3 beschrieben. Die Ventile 9, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 werden wiederum durch die Steuerung 100 angesteuert. Zur Verdeutlichung sind in 3 die Leitungen, in denen keine Kühlflüssigkeit zirkuliert wird, gestrichelt dargestellt. Bei dem zweiten Betriebszustand sind die Kälteanlage 40, die Pumpe 5 und die Pumpe 21 außer Betrieb. Die Fahrzeugheizvorrichtung 22 ist in Betrieb, um die zirkulierte Kühlflüssigkeit zu erwärmen. Bei dem zweiten Betriebszustand wird in dem ersten Kühlkreislauf 10 somit keine Kühlflüssigkeit zirkuliert. Die Traktionsbatterie 4 wird über die Stellung der Ventile 16 und 17 in den zweiten Kühlkreislauf 20 eingebunden. Mittels der Pumpe 6 wird die von der Fahrzeugheizvorrichtung 22 erwärmte Kühlflüssigkeit durch die elektrischen Komponenten (Traktionsbatterie 4, Leistungselektronik 3, Elektromotor 2) und den zweiten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 32 zirkuliert. Über eine entsprechende Stellung des Ventils 9 strömt die erwärmte Kühlflüssigkeit unter Umgehung des weiteren Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauschers 7 durch die Umgehungsleitung 11. Dieser zweite Betriebszustand kann insbesondere im Winter zum Einsatz kommen, wenn sowohl die elektrischen Komponenten als auch der Fahrzeug-Innenraum zu erwärmen sind.
Bei dem zweiten Betriebszustand werden die elektrischen Komponenten (die in diesem Fall nicht zu kühlen sind) über die von der Fahrzeugheizvorrichtung 22 beheizte Kühlflüssigkeit erwärmt bzw. auf einer ausreichend hohen Temperatur gehalten. Die Luft für den Fahrzeug-Innenraum wird mittels der von der Fahrzeugheizvorrichtung 22 beheizten Kühlflüssigkeit über den zweiten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 32 beheizt.
Ein dritter Betriebszustand wird im Folgenden unter Bezug auf die 1 und 4 beschrieben. In 4 sind wiederum diejenigen Verbindungsleitungen, in denen aufgrund der entsprechenden Stellungen der Ventile 9, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 keine Kühlflüssigkeit zirkuliert wird, zur Verdeutlichung gestrichelt dargestellt. Bei dem dritten Betriebszustand soll die Luft für den Fahrzeug-Innenraum erwärmt werden und die zu kühlenden elektrischen Komponenten (Traktionsbatterie 4, Leistungselektronik 3 und Elektromotor 2) sollen gekühlt werden. Bei einer Realisierung in einem Auto kommt der dritte Betriebszustand z. B. zum Einsatz, wenn das Auto im Winter über den Elektromotor 2 angetrieben wird, sodass sich einerseits die Traktionsbatterie 4, die Leistungselektronik 3 und der Elektromotor 2 erwärmen und gekühlt werden müssen und andererseits der Fahrzeug-Innenraum beheizt werden muss.
Bei dem dritten Betriebszustand sind die Kälteanlage 40 und die Pumpe 5 außer Betrieb. In dem ersten Kühlkreislauf 10 wird keine Kühlflüssigkeit zirkuliert. Die Ventile 9, 12, 13, 14, 15, 16 und 17 (insbesondere die Ventile 14 und 15) werden derart angesteuert, dass ein dritter Flüssigkeitskreislauf 50 gebildet wird, der von dem zweiten Flüssigkeitskreislauf 20 getrennt ist. In dem dritten Flüssigkeitskreislauf 50 wird Kühlflüssigkeit mittels der Pumpe 21 durch die Fahrzeugheizvorrichtung 22 und den zweiten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 32 zirkuliert. Die Fahrzeugheizvorrichtung 22 ist dabei in Betrieb und beheizt die in dem dritten Kühlflüssigkeitskreislauf 50 zirkulierte Kühlflüssigkeit. In dem zweiten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 32 wird Luft für den Fahrzeug-Innenraum über die beheizte Kühlflüssigkeit beheizt. Falls bei dem dritten Betriebszustand die zu kühlenden elektrischen Komponenten genügend Abwärme zur Beheizung des Fahrzeug-Innenraums bereitstellen, kann die Fahrzeugheizvorrichtung 22 auch ausgeschaltet werden.
Die Ventile 16 und 17 werden in dem dritten Betriebszustand wieder derart gestellt, dass die Traktionsbatterie 4 und die weiteren zu kühlenden elektrischen Komponenten (Leistungselektronik 3 und Elektromotor 2) in den zweiten Kühlkreislauf 20 eingebunden sind. Bei dem dritten Betriebszustand ist der zweite Kühlkreislauf 20 allerdings, im Gegensatz zu dem ersten Betriebszustand und dem zweiten Betriebszustand, nicht über den zweiten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 32 und die Fahrzeugheizvorrichtung 22 geschlossen, sondern über den ersten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 31, wie in 4 dargestellt ist. Bei dem dritten Betriebszustand weist der zweite Kühlkreislauf 20 die zu kühlenden elektrischen Komponenten (Traktionsbatterie 4, Leistungselektronik 3 und Elektromotor 2), den ersten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 31 und die Pumpe 6 auf. Mittels der Pumpe 6 wird Kühlflüssigkeit in dem zweiten Kühlkreislauf 20 zirkuliert.
Die von den zu kühlenden elektrischen Komponenten abgegebene Wärme wird in dem ersten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 31 genutzt, um die Luft für den Fahrzeug-Innenraum zu erwärmen. Je nachdem, ob die Abwärme der elektrischen Komponenten ausreicht oder nicht, kann der dritte Flüssigkeitskreislauf 50 mit der Fahrzeugheizvorrichtung 22 genutzt werden, die Luft in dem zweiten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 32 auf einem höheren Temperaturniveau weiter zu erwärmen oder nicht. In dieser Weise wird die Abwärme von den elektrischen Komponenten effizient genutzt und die Fahrzeugheizvorrichtung 22 braucht nur betrieben zu werden, wenn die Abwärme der elektrischen Komponenten nicht ausreicht. Auch dann braucht die Fahrzeugheizvorrichtung 22 nur betrieben zu werden, um die noch erforderliche Heizleistungsdifferenz aufzubringen. In dieser Weise kann der Fahrzeug-Innenraum sehr energiesparend beheizt werden. Falls die Wärmeabfuhr über den ersten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 31 aus dem zweiten Kühlkreislauf 20 nicht ausreichend sein sollte, kann das Ventil 9 auch derart gestellt werden, dass Wärme auch über den weiteren Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher 7 an Außenluft abgeführt wird. Durch die effiziente Nutzung der Abwärme der elektrischen Komponenten zum Beheizen, wird verglichen mit einem Fall, bei dem ausschließlich eine Beheizung mittels elektrischer Widerstandsheizer erfolgt, eine deutliche Ausdehnung der Reichweite eines elektrischen Fahrzeugantriebs erreicht. Ferner tritt eine geringere Batterieentladung der Traktionsbatterie 4 auf, was die Batterieladezeit reduziert und die Lebensdauer der Batterie erhöht.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt ein Betrieb der Fahrzeugheizvorrichtung 22 derart, dass bei einer Verfügbarkeit einer externen elektrischen Leistungsversorgung (z. B. bei einem Laden der Traktionsbatterie 4) ausschließlich das elektrische Widerstandsheizelement 22b in Betrieb genommen wird, d. h. das brennstoffbetriebene Heizgerät 22a nicht in Betrieb genommen wird. In diesem Fall wird bei einer Verfügbarkeit einer externen elektrischen Leistungsversorgung Brennstoff gespart.
Bei der Ausführungsform ist der Verdampfer der Kälteanlage 40 als Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauscher 44 ausgebildet, der Kühlflüssigkeit kühlt, die durch einen bekannten Kaltwassersatz bereitgestellt werden kann. Die Kühlflüssigkeit nutzt den bestehenden Kühlkreislauf des Fahrzeugs, der zum Kühlen zu kühlende. elektrischer Komponenten vorgesehen ist. Der Kühlkreislauf wird dabei in einer doppelten Funktion sowohl zur Kühlung elektrischer Komponenten als auch zur Kühlung von Luft für einen Fahrzeug-Innenraum genutzt. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann die Kälteanlage 40, die sowohl dem Kühlen elektrischer Komponenten als auch dem Kühlen des Fahrzeug-Innenraums dient, kompakt im Fahrzeug angeordnet werden. Der Kältemittelkreislauf der Kälteanlage braucht nicht bis zu einem Strömungsweg des Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystems (HVAC-Modul) geführt zu werden, um eine Kühlung der Luft für den Fahrzeug-Innenraum bereitzustellen. Ferner können die zu kühlenden elektrischen Komponenten, wie z. B. die Traktionsbatterie 4, Leistungselektronik 3 und Elektromotor 2, über den Kühlflüssigkeitskreislauf gekühlt werden und müssen für eine Kühlung über eine Kälteanlage nicht in den Kältemittelkreislauf eingebunden zu werden, was aufgrund des hohen Arbeitsdrucks der Kälteanlage mit hohem Aufwand verbunden wäre.
Aufgrund der indirekten Kühlung von sowohl den zu kühlenden elektrischen Komponenten als auch der Luft für den Fahrzeug-Innenraum, kann die Kälteanlage in kompakter Bauweise realisiert werden. Verdichter, Kondensator, Expansionsventil und Verdampfer mit Wärmetauscher sowie die Verbindungsleitungen können in einer Einheit zusammengefasst werden. Die kältemittelführenden Bauteile werden in dieser Weise auf geringe Längen und wenige Verbindungsstücke reduziert, was die Gefahr von Verlusten an Kältemittel reduziert. Aufgrund der ermöglichten kompakten Bauweise der Kälteanlage 40 werden das Volumen des Kältemittels, das Gewicht und die Systemkosten der Kälteanlage verringert.
Durch den Einsatz des Kühlkreislaufs dient außerhalb der kompakten Kälteanlage die Kühlflüssigkeit als Kälteträgermedium. Daher können durch Kühlflüssigkeit gekühlte Komponenten durch eine einfache Verschaltung des Kühlkreislaufs ausreichend gekühlt werden und es müssen keine kältemittelführenden Bauteile in den Luftstrom der Luft für den Fahrzeug-Innenraum verbaut werden.
Durch die Nutzung des Kühlkreislaufs, der in Elektro- oder Hybridfahrzeugen üblicherweise durch (fast) das gesamte Fahrzeug verläuft, kann problemlos eine Mehrzonenklimatisierung des Fahrzeug-Innenraums realisiert werden, indem mehrere Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher zum Kühlen von Luft für den Fahrzeug-Innenraum an verschiedenen Stellen in dem Fahrzeug in den ersten Kühlkreislauf 10 eingebunden werden. Dabei erfolgt die Einbindung bevorzugt jeweils in Zirkulationsrichtung zwischen dem Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauscher 44 und den zu kühlenden elektrischen Komponenten.
Obwohl bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel nur die Traktionsbatterie 4 als zu kühlende elektrische Komponente in den ersten Kühlkreislauf 10 eingebunden ist, ist es auch möglich, weitere zu kühlende elektrische Komponenten, wie z. B. die Leistungselektronik 3 und den Elektromotor 2 etc., in den ersten Kühlkreislauf 10 einzubinden, insbesondere auch derart verschaltet, dass eine wahlweise Einbindung in den ersten Kühlkreislauf 10 und in den zweiten Kühlkreislauf 20 ermöglicht ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4408960 C1 [0004]

Claims

Kraftfahrzeug-Kühlsystem mit: einem ersten Kühlkreislauf (10), in dem eine Kühlflüssigkeit zirkulierbar ist, zumindest einer in den ersten Kühlkreislauf eingebundenen zu kühlenden elektrischen Komponente (4, 3, 2) des Fahrzeugs, die über die in dem ersten Kühlkreislauf zirkulierbare Kühlflüssigkeit kühlbar ist, einer Kälteanlage (40), die dazu ausgebildet ist, Kühlleistung bereitzustellen, und einem Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauscher (44), der dazu ausgebildet ist, die von der Kälteanlage (40) bereitgestellte Kühlleistung auf die Kühlflüssigkeit zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Kühlkreislauf (10) ein erster Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher (31) zur Kühlung von Luft für einen Fahrzeug-Innenraum angeordnet ist.
Kraftfahrzeug-Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher (31) in dem ersten Kühlkreislauf stromabwärts des Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauschers (44) und stromaufwärts der zumindest einen zu kühlenden elektrischen Komponente (4, 3, 2) des Fahrzeugs zwischen dem Kältemittel-Kühlflüssigkeit-Wärmetauscher (44) und der zumindest einen zu kühlenden elektrischen Komponente (2, 3, 4) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug-Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine zu kühlende elektrische Komponente (2, 3, 4) eine Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs aufweist.
Kraftfahrzeug-Kühlsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Kühlkreislauf (20) vorgesehen ist, in dem Kühlflüssigkeit zirkulierbar ist und über den Wärme von der zumindest einen zu kühlenden elektrischen Komponente (2, 3, 4) mittels eines weiteren Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauschers (7) an Außenluft abführbar ist.
Kraftfahrzeug-Kühlsystem nach Anspruchs 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine zu kühlende Komponente (2, 3, 4) wahlweise in den ersten Kühlkreislauf (10) oder in den zweiten Kühlkreislauf (20) einkoppelbar ist.
Kraftfahrzeug-Kühlsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrzeugheizvorrichtung (22) vorgesehen ist, die zum Beheizen von Kühlflüssigkeit in das Kraftfahrzeug-Kühlsystem eingebunden ist.
Kraftfahrzeug-Kühlsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugheizvorrichtung (22) derart eingebunden ist, dass die zumindest eine elektrische Komponente (2, 3, 4) über von der Fahrzeugheizvorrichtung (22) beheizte Kühlflüssigkeit beheizbar ist.
Kraftfahrzeug-Kühlsystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugheizvorrichtung (22) derart eingebunden ist, dass die Luft für den Fahrzeug-Innenraum über von der Fahrzeugheizvorrichtung (22) beheizte Kühlflüssigkeit beheizbar ist.
Kraftfahrzeug-Kühlsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugheizvorrichtung (22) ein brennstoffbetriebenes Heizgerät (22a) und/oder einen elektrischen Widerstandsheizer (22b) aufweist.
Kraftfahrzeug-Kühlsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugheizvorrichtung (22) einen elektrischen Widerstandsheizer (22b) aufweist und dazu ausgebildet ist, bei Verfügbarkeit einer externen elektrischen Leistungsversorgung ausschließlich elektrisch zu heizen.
Kraftfahrzeug-Kühlsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugheizvorrichtung (22) derart von dem Teil des Fahrzeug-Kühlsystems abkoppelbar ist, in dem die zumindest eine elektrische Komponente (2, 3, 4) eingebunden ist, dass ein dritter Kreislauf (50) ausgebildet wird, über den die Luft für den Fahrzeug-Innenraum über von der Fahrzeugheizvorrichtung (22) beheizte Kühlflüssigkeit beheizbar ist, ohne der zumindest einen elektrischen Komponente (2, 3, 4) von der Fahrzeugheizvorrichtung (22) freigesetzte Wärme zuzuführen.
Kraftfahrzeug-Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher (32) zum Gegenwärmen der in dem ersten Kühlflüssigkeit-Luft-Wärmetauscher (31) gekühlten Luft mit Abwärme von zumindest einer zu kühlenden elektrischen Komponente vorgesehen ist.