Kühlvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes oder antreibbares Kraftfahrzeug. Unter einem elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeug wird hierbei insbesonde re ein Elektrofahrzeug mit einem von einer aufladbaren Batterie gespeisten Elekt romotor (Batteriefahrzeug), oder ein Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor und mit einem Verbrennungsmotor verstanden.

Die Kühlvorrichtung eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Kraftfahr zeugs, führt hauptsächlich diejenige Wärme ab, welche an die Brennraum - oder Zylinderwände abgegeben wird. Da zu hohe Temperaturen den Motor beschädi gen würden, muss der Verbrennungsmotor gekühlt werden. Moderne Verbren nungsmotoren, insbesondere Viertaktmotoren in Kraftfahrzeugen, werden, allen falls mit wenigen Ausnahmen, flüssigkeitsgekühlt, wobei als Kühlmittel zum Halten der Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors und auch für den Betrieb einer Klimaanlage in der Regel ein Gemisch aus Wasser sowie Frost- und Korrosions schutzmittel zum Einsatz kommt.

Das in Rohren, die in das Kühlernetz oder Kühlerpaket eines Kühlers eingearbeitet sind, geleitete Kühlmittel muss wiederum gekühlt werden, wozu Kühlluft über Kühl rippen streicht, die im Wärmeaustausch zu dem Kühlmittel stehen. Da insbeson dere bei geringen Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs der als Kühlluft dienende Fahrtwind zur Kühlung normalerweise nicht ausreicht, ist es z. B. aus der DE 10 2013 006 499 U1 bekannt, an dem die Kühlrippen umfassenden Kühler einen Axi allüfter innerhalb einer Kühlerzarge anzuordnen. Der vorzugsweise elektromoto risch angetriebene Axiallüfter erzeugt einen zusätzlichen Luftstrom, wobei die Kühlerzarge eine Anzahl an Staudruckklappenöffnungen aufweist, welche mit Staudruckklappen verschließbar sind. Bei geöffneten Staudruckklappen und ver gleichsweise hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten ist aufgrund geringer Verblo ckung eine verringerte Kühlflächenabdeckung sowie eine große frei durchströmba- re Fläche und somit eine erhöhte Kühlleistung ermöglicht.

Der Axiallüfter ist in Fahrtrichtung typischerweise hinter dem Kühlernetz oder Kühlpaket des Kühlers (Wärmetauscher) angeordnet. Mit Hilfe eines Lüfterrads des Lüfters wird die Luft durch das Kühlernetz hindurch gesaugt und auf den Ver brennungsmotor gelenkt. Falls zusätzlich zum Kühlernetz noch ein Kondensator- netz eines Verflüssigers einer Klimaanlage vorhanden ist, so wird üblicherweise das Kondensatornetz in Fahrtwindrichtung (Luftström richtung) vor dem Kühlernetz angeordnet.

Elektrisch beziehungsweise elektromotorisch angetriebene oder antreibbare Kraft- fahrzeuge, wie beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeuge, umfassen üblicher weise einen Elektromotor als elektrisches Antriebssystem, mit dem eine oder bei de Fahrzeugachsen antreibbar sind. Zum Zwecke einer Versorgung mit elektri scher Energie ist der Elektromotor typischerweise mit einer fahrzeuginternen (Hochvolt-)Batterie als elektrischen Energiespeicher gekoppelt. Unter einer Batte- rie ist hier und im Folgenden insbesondere eine wiederaufladbare, elektro chemische Sekundärbatterie, beispielsweise ein Akkumulator, zu verstehen.

Derartige Elektromotoren als elektrische Antriebsmaschinen erzeugen im Betrieb eine vergleichsweise geringe Abwärme, wodurch im Vergleich zu Verbrennungs- motoren lediglich eine geringe Kühlleistung der Kühlvorrichtung benötigt wird. Bei elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugen tritt jedoch das zu sätzliche Problem auf, dass die Batterie bei einer hohen Batterietemperatur, bei spielsweise höher als 45 °C, beginnt zu degenerieren. Dies bedeutet, dass bei derartig erhöhten Temperaturen elektrochemische Reaktionen innerhalb der Bat- terie auftreten, welche die Batterie beschädigen oder vollständig zerstören.

Zur Verbesserung der Elektromobilität sind bei Elektro- oder Hybridfahrzeugen häufig sogenannte Schnellladebetriebe gewünscht, bei welchem die fahrzeugin- terne Batterie innerhalb einer möglichst kurzen Zeitdauer aufgeladen wird. Im Zu ge einer solchen Schnellladung treten vergleichsweise hohe Stromstärken auf, welche in der Folge während des Ladeprozesses eine Erhöhung der Batterietem peratur bewirken.

Die Ladung der Batterie erfolgt in der Regel bei einem Fahrzeugstillstand, so dass kein Fahrtwind zur Kühlung vorhanden ist. Um die Kühlleistung im (Schnell- )Ladebetrieb der Batterie zu verbessern, ist es daher beispielsweise möglich, mit tels eines Axiallüfters einen kühlenden Luftstrom durch einen Wärmetauscher zu erzeugen. Nachteiligerweise wird durch einen solchen Axiallüfter jedoch eine ver gleichsweise hohe Geräuschbelastung bewirkt.

Des Weiteren weisen gewöhnlichen Kühlvorrichtungen im Ladebetrieb aufgrund des fehlenden Fahrwindes eine vergleichsweise geringe Kühlleistung auf, wodurch es somit häufig notwendig ist, nach einer gewissen Ladezeit die Stromstärke des Ladestroms zu reduzieren, um Überhitzungen und Degradierungen der Batterie zu vermeiden. Dadurch werden Ladezeiten des Kraftfahrzeugs nachteilig erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete eine Kühlvor- richtung für ein Kraftfahrzeug anzugeben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteran sprüche.

Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, sowie dafür geeignet und eingerichtet. Die Kühlvorrichtung weist eine Außenluftführung zur Fahrzeugtemperierung auf. Die Außenluftführung führt eine Außen- oder Um gebungsluft des Kraftfahrzeugs in einem Bauraum, insbesondere in einem front- seifigen Motorraum. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere ein elektrisch angetriebe nes oder antreibbares Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Elektro- oder Hybridfahr zeug. Das Kraftfahrzeug weist hierbei einen von einer aufladbaren Batterie ge speisten Elektromotor auf, wobei die nachfolgend auch als Kühlmodul bezeichnete Kühlvorrichtung insbesondere auch zur Kühlung der Batterie und/oder des Elekt romotors vorgesehen ist.

Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können.

Die Außenluftführung weist mindestens einen fahrzeugfrontseitigen Einlass und mindestens einen hierzu quer orientierten Auslass sowie einen dazwischen gebil- deten ersten Luftführungskanal auf. In dem ersten Luftführungskanal sind ein ers ter Wärmetauscher sowie ein diesem zugeordneter Radiallüfter angeordnet. Dadurch ist eine besonders geeignete Kühlvorrichtung realisiert.

Unter einem Radiallüfter oder einem Radialgebläse ist hier und im Folgenden ein Kühlerlüfter zu verstehen, welcher Kühlluft axial ansaugt und - nach erfolgter Um lenkung (90°-Umlenkung) - radial ausfördert. Dies bedeutet, dass der Radiallüfter in radialer Richtung nach außen fördert (ausbläst). Entsprechend bezeichnen Axi allüfter solche Kühlerlüfter, welche die Kühlluft axial ansaugen und axial ausför dern.

Rad iallüfter weisen im Gegensatz zu Axiallüftern eine geringere Geräuschentwick lung auf. Insbesondere erzielen Radiallüfter bei gleicher Luftleistung deutlich ge ringere Schalldruckpegel. Dadurch ist eine geräuschreduzierte Kühlvor-richtung realisiert. Bei einem stehenden Kraftfahrzeug mit hohem Wärmeabführungsbedarf, beispielsweise während eines Schnellladevorgangs einer Batterie, weist die Au ßenluftführung luftleistungsgleich signifikant weniger Luftschall auf, als ein konven tionelles Kühlerlüftermodul mit Axiallüfter, z. B. 10 dB(A) weniger im Vergleich zu 70...80 dB(A). Somit ist bei einem Ladebetrieb der Batterie die Geräuschentwick lung der Kühlvorrichtung (des Kühlmoduls) möglichst gering, also möglichst ge- räuscharm (leise).

Unter „axial“ wird hierbei eine Richtung parallel (koaxial) zur Drehachse (Axial richtung) des Lüfters oder eines Lüfterrads und unter „radial“ eine Richtung senk- recht (quer) zur Drehachse (Radialrichtung) des Lüfters verstanden. Die Lüfter drehachse verläuft wiederum in Längsrichtung zum Führungskanal, also etwa pa rallel zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs. Durch eine verbesserte räumliche Trennung von Ein- und Auslassbereichen wird weiterhin die (Warmluft-)Rezirkulation vermindert oder verhindert, so dass der für den Luftvolumenstrom erforderliche Leistungsbedarf sinkt. Der Einlass und Aus lass des ersten Luftführungskanals sind vorzugsweise möglichst weit voneinander beabstandet, so dass eine Rezirkulation, also ein Wiederansaugen einer erwärm- ten Luft, weitestgehend vermieden wird. Dadurch wird ein hoher Wirkungsgrad der Kühlvorrichtung gewährleistet. Der Auslass ist beispielsweise zu einer Frontschei be oder einem Radkasten des Kraftfahrzeugs orientiert.

Des Weiteren weist die Kühlvorrichtung ein besonders hohes Potential zur Integra tion eines größeren Wärmetauschernetzes durch eine zurückversetzte Position im Bereich der ansteigenden „Motorhaube“ auf. Weiterhin werden neue Gestaltungs freiheiten für die Frontpartie sowie eine bessere Packagenutzung, Achtungspunkt u. U. höherer Bauraumbedarf ermöglicht. Insbesondere wird somit ein erhebliches Designpotential für „frische Fahrzeuggesichter“, also neue Fahrzeugfronten, er- mög licht.

In einer vorteilhaften Ausführung weist die Außenluftführung mindestens drei steuerbare Jalousien auf. Dadurch ist die Außenluftführung dazu geeignet und eingerichtet eine konzentrierte, vorzugsweise vollständig definierte Luftführung von einem Einlass bis zu einem Auslass zu realisieren.

Durch die Jalousien weist die Außenluftführung drei aktiv steuerbare Öffnungen auf, welche eine lastfallabhängige Leitung der Kühlluft von Ein- zu Auslass ermög lichen. Dadurch wird die Energieeffizienz des Kraftfahrzeugs verbessert. Insbe- sondere wird eine über den Fahrzyklus gemittelte Antriebsleistung reduziert, in dem der Fahrwiderstand kontinuierlich minimiert wird. Hierzu wird der Anteil an fahrzeugumströmender Luft maximiert und lediglich der in einer Fahrsituation zur Entwärmung zwingend erforderliche Luftvolumenstrom ins Subsystem Außenluft- führung eingeströmt. Bei einer gegebenen Luftleistung wird somit im Vergleich zu einem Axiallüfter durch einen höheren Nutzungsgrad des Kühlerpakets und durch vollständige(re) Strömungsausbildung im Lüfter eine höhere Entwärmungsleistung erzielt.

In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Außenluftführung einen zweiten Luft führungskanal mit einem zweiten Wärmetauscher mit einem diesem zugeordneten Axiallüfter auf. Die Wärmetauscher sind hierbei separat oder getrennt voneinander ausgeführt. Der Radiallüfter ist bei gleicher Lautheit im Vergleich zu dem Axiallüf- ter vorzugsweise für eine höhere Luftleistung ausgelegt.

Die Wärmetauscher sind beispielsweise jeweils als ein von Kühlmittel durchflos senes Kühlernetz oder Kühlpaket, also als Kühler, ausgeführt. Die Wärmetauscher sind beispielsweise an einen gemeinsamen Kühlmittelkreislauf der Kühlvorrichtung angeschlossen. Dies bedeutet, dass die Wärmetauscher insbesondere räumlich voneinander getrennt angeordnet sind, jedoch kühlmitteltechnisch miteinander gekoppelt sein können. Die Wärmetauscher sind fahrzeugfrontseitig hinter Erläs sen insbesondere nebeneinander angeordnet. Die Wärmetauscher weisen bezogen auf die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (X), dies bedeutet bezogen auf dessen Hauptbewegungsrichtung, eine Vorderseite und eine Rückseite auf. Die Vorderseite des ersten Wärmetauschers ist hierbei beispielsweise einem fahrzeugfrontseitigen Kühlergrill zugewandt, wobei die Rückseite der Wärmetauscher dem jeweiligen Luftführungskanal, und somit dem jeweiligen Kühlerlüfter zugewandt ist.

In einer geeigneten Einbausituation sind die Kühlerlüfter in einem unteren Bereich des Kraftfahrzeugs, also nahe dem Untergrund, angeordnet, wodurch im Betrieb eine weitere Reduzierung der Geräuschentwicklung bewirkt ist.

In einer geeigneten Ausgestaltung ist der zweite Luftführungskanal parallel zum ersten Luftführungskanal angeordnet. Mit anderen Worten weist die Kühlvorrich tung zwei parallele Luftführungskanäle auf, welche jeweils von einem Wärmetau- scher zu einem Kühlerlüfter geführt sind. Dies bedeutet, dass ein Luftstrom mittels des Luftführungskanals zwischen den Wärmetauschern und den jeweiligen Küh lerlüftern geführt oder führbar ist.

Die Kühlerlüfter sind strömungstechnisch oder strömungsdynamisch hinter dem jeweiligen Wärmetauscher angeordnet. Mit anderen Worten ist der jeweilige Küh lerlüfter in Luftströmungsrichtung der Kühlluft hinter dem jeweiligen Kühler bzw. Wärmetauscher angeordnet.

In einer zweckmäßigen Ausführung sind die jeweiligen Auslässe der Luftführungs kanäle diametral, also gegenüberliegend zueinander angeordnet oder orientiert.

Mit anderen Worten sind die Ausblasrichtungen der beiden Kühlerlüfter vorzugs weise diametral zueinander orientiert. Dadurch wird eine Rezirkulation zwischen den Luftführungskanälen der Außenluftführung reduziert. Insbesondere sind der Auslass des ersten Luftführungskanals zu einer Fahrzeugfrontscheibe und der Auslass des zweiten Luftführungskanals zu einer Fahrzeugunterseite hin orientiert. Dadurch wird eine kleinstmögliche Rezirkulation von erwärmter Abluft sicherge stellt.

Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Axiallüfter und der zweite Wärmetauscher einen größeren Querschnitt als das Radiallüfter und der erste Wärmetauscher aufweisen. Die Wärmetauscher weisen also vor zugsweise unterschiedliche Querschnitte auf. Der (zweite) Wärmetauscher mit dem größeren Querschnitt ist hierbei an den als Axiallüfter oder Axialgebläse aus gebildeten Kühlerlüfter geführt, wobei der (erste) Wärmetauscher mit dem kleine ren Querschnitt an den als Radiallüfter oder Radialgebläse ausgebildeten Kühler lüfter geführt ist.

Der zweite Luftführungskanal mit dem Axiallüfter und dem (zweiten) Wärmtau scher mit dem vergleichsweise großen Querschnitt weist hierbei einen kleinen Druckverlust auf, und wird vorwiegend zur Kühlung beim Fahren unter Ausnutzung des Fahrtwinds genutzt. Der erste Luftführungskanal mit dem Radiallüfter und dem (ersten) Wärmetauscher mit dem vergleichsweise kleinen Querschnitt weist einen relativ (bezogen auf den zweiten Luftführungskanal) hohen Druckverlust auf, und wird vorzugsweise zur Kühlung des Kraftfahrzeugs während eines (Ultra- )Schnellladevorgangs genutzt. Vorzugsweise ist je Luftführungskanal mindestens eine aktiv steuerbare Öffnung oder Klappe beziehungsweise Jalousie und/oder weitere Luftleitkanäle vorgese hen.

Dadurch ist eine besonders geeignete Kühlvorrichtung für ein elektrisch oder elektromotorisch angetriebenes oder antreibbares Kraftfahrzeug realisiert. Insbe sondere sind durch die unterschiedliche Luftführungen unterschiedliche Strö mungspfade für einen geführten Luftstrom realisierbar, so dass je nach Betriebs situation des Kraftfahrzeugs eine optimale Kühlung ermöglicht ist. Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zei gen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Kühlvorrichtung eines Kraftfahr zeugs, mit einer zweiflutigen Außenluftführung, Fig. 2 in perspektivischer Darstellung die Außenluftführung,

Fig. 3a bis 3c in unterschiedlichen Perspektiven die Anordnung der Kühlvorrich tung in einem Kraftfahrzeug,

Fig. 4 in Draufsicht die Außenluftführung in einer zweiten Ausführungs form, Fig. 5 in schematischer Draufsicht die Außenluftführung mit einem Strö mungsverlauf einer Außenluft, und

Fig. 6 in schematischer Frontansicht die Außenluftführung mit dem

Strömungsverlauf der Außenluft. Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den glei chen Bezugszeichen versehen. Die Fig. 1 zeigt in schematischer und vereinfachter Darstellung eine Kühlvorrich tung 2 eines Kraftfahrzeugs 4 (Fig. 3a bis 3c). Das Kraftfahrzeug 4 ist insbesonde re ein elektrisch angetriebenes oder antreibbares Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Elektro- oder Flybridfahrzeug, und weist einen elektromotorischen Traktionsan- trieb 6 sowie eine (Hochvolt-)Batterie 8 auf. Die Kühlvorrichtung 2 ist hierbei zur Fahrzeugtemperierung, also zur Temperierung zumindest eines Fahrgastraums oder Fahrzeuginnenraums 10 des Kraftfahrzeugs 4.

Die Kühlvorrichtung 2 weist eine Außenluftführung 12 sowie ein damit gekoppeltes Kreislaufsystem 14 auf. Das Kreislaufsystem 14 umfasst einen Primärkreislauf 16 und ein damit gekoppeltes Sekundärkreislaufsystem 18 auf.

Der Primärkreislauf 16 ist als ein Kältemittelkreislauf für ein Kältemittel, insbeson dere für ein natürliches Kältemittel, wie beispielsweise Propan, ausgeführt. Hierzu weist der Primärkreislauf 16 ein elektronisches Expansionsventil 20 und einen elektrischen Kältemittelverdichter 22 sowie zwei Wärmetauscher 24, 26 auf. Der Kältemittelverdichter 22 ist beispielsweise als ein Scrollverdichter ausgeführt, und weist vorzugsweise einen Kühlmantel 28 auf, welcher mit dem Sekundärkreis laufsystem 18 gekoppelt ist.

Das insbesondere gasförmige Kältemittel wird durch den Kältemittelverdichter 22 verdichtet (komprimiert), wobei der folgende (Hochtemperatur-)Wärmetauscher 24 unter Wärmeabgabe des Kältemittels als Kondensator oder Verflüssiger wirkt. An schließend wird das insbesondere flüssige Kältemittel aufgrund der Druckände- rung über das Expansionsventil 20 entspannt. Im nachgeschalteten (Niedertempe- ratur-)Wärmetauscher 26, welcher als Chiller oder Verdampfer wirkt, verdampft das Kältemittel unter Wärmeaufnahme bei niedriger Temperatur.

Die Wärmetauscher 24, 26 bilden die Schnittstellen mit dem als Kühlmittelkreislauf ausgebildeten Sekundärkreislaufsystem 16. Das Kühlmittel des Sekundärkreis laufsystems 16 ist beispielsweise Wasser und/oder Glykol. Die Kühlmittelleitungen des Wärmetauschers 24 sind an zwei als Außenwärmeübertrager ausgebildete Wärmetauscher 30, 32 der Außenluftführung 12 geführt. Von den Wärmetau- schern 30,32 ist das Kühlmittel zu einem elektronischen Durchflussregelmischven til 34 geführt.

Das Sekundärkreislaufsystem 18 weist zwei Kühlmittelkreisläufe 18a, 18b, einen mit dem Wärmetauscher 24 gekoppelten Hoch- oder Mitteltemperaturkreislauf 18a und einen mit dem Wärmetauscher 26 gekoppelten Niedertemperaturkreislauf 18b auf. Entsprechend weist das Sekundärkreislaufsystem 18 zwei Vorläufe 36, 38 und zwei Rückläufe 40, 42 auf. Der Vorlauf 36 ist ein Hoch- oder Mitteltemperatur- Vorlauf, wobei der Rücklauf 40 der zugeordnete Hoch- oder Mitteltemperatur- Rücklauf des Kühlmittelkreislaufes 18a ist. Der Vorlauf 38 ist entsprechend ein Niedertemperatur-Vorlauf, wobei der Rücklauf 42 den zugeordnete Niedertempe ratur-Rücklauf des Kühlmittelkreislaufs 18b bildet. Hierzu sind zwei Kühlmittel pumpen 44, 46 vorgesehen. Die Kühlmittelpumpe 44 ist als elektrische Hoch- oder Mitteltemperatur-Kühlmittelpumpe ausgeführt, welche das Kühlmittel vom Rücklauf 40 zu dem Wärmetauscher 24 fördert. Die Kühlmittelpumpe 46 ist entsprechend als eine elektrische Niedertemperatur-Kühlmittelpumpe ausgeführt, welche das Kühlmittel aus dem Rücklauf 42 in Richtung des Wärmetauschers 26 fördert.

An dem Sekundärkreislaufsystem 18, beziehungsweise an die Vor- und Rückläufe 36, 38, 40, 42 sind die zu temperierenden Aggregate oder Komponenten des Kraftfahrzeugs 4 angeschlossen. Zusätzlich zu dem Traktionsantrieb 6 und der Batterie 8 sind in diesem Ausführungsbeispiel ein Kühlmittelwärmespeicher 48 als thermische Batterie, ein Kühlungswärmeüberträger 50 und ein Heizungswärme überträger 52 sowie ein Flächentemperierelement 54 zur Temperierung des Fahr zeuginnenraums 10 an den Kühlmittelkreislauf angeschlossen.

Der Traktionsantrieb 6 weist beispielsweise einen elektrischen Bremswiderstand, einen Inverter (Wechselrichter) und eine Ladeeinrichtung auf. Der Kühlmittelwär mespeicher 48, die Batterie 8 sowie das Flächentemperierelement 54 sowie der Fahrzeuginnenraum 10 weisen hierbei vorzugsweise jeweils eine wärmetechni sche Isolation hoher Güte auf. Die Wärmeübertrager 50, 52 sind vorzugsweise Teil eines nicht näher bezeichneten Klimageräts des Kraftfahrzeugs 4, und sind mit einem Heiz- oder Klimagebläse 56 gekoppelt. Zur Kopplung der Komponenten 6, 8, 48, 50, 54 an die Vor- und Rückläufe 36, 38, 40, 42 des Sekundärkreislaufsystems 18 sind jeweils Umschaltventile 58, insbe sondere elektrische Doppel-3-/2-Wege-Umschaltventile, vorgesehen. Der Hei- zungswärmetauscher 52 ist direkt mit dem Vor- und Rücklauf 36, 40 gekoppelt. Zwischen den Komponenten 6, 48, 50, 54 und den an die Rückläufe 40, 42 ge führten Umschaltventilauslässen, sowie am Auslass des Heizungswärmetäu schers 52 ist jeweils ein elektronisches Durchflussregelventil 60 vorgesehen. Die Umschaltventile 58 und die Durchflussregelventile 60 sind in den Figuren lediglich beispielhaft mit Bezugszeichen versehen.

Die Kühlmittelleitungen der Batterie 8 sind über ein elektronisches Durchflussre gelmischventil 62 mit dem Kühlmantel 28 des Kältemittelverdichters 22 gekoppelt. Zwischen den zu dem Wärmetauscher 26 geführten Kühlmittelleitungen ist eine elektrische Kühlmittelmischpumpe 64 angeordnet, mittels welcher das Kühlmittel insbesondere zur Batterie 8 gefördert werden kann, um die Kühlleistung, bei spielsweise in einem Lade- oder Schnellladebetrieb, zu verbessern. Bei aktiver Kühlmittelmischpumpe 64 ergibt sich somit insbesondere ein Teilkreislauf für die Batterietemperierung. Zwischen dem Vorlauf 36 und dem Rücklauf 40 ist ein elekt- ronisches Durchflussregelventil 66 vorgesehen.

Die zu- und abführenden Kühlmittelleitungen des Wärmetauschers 24 sind mittels einer steuerbaren Bypass-Leitung 67 gekoppelt oder koppelbar, welche zwischen dem Durchflussregelmischventil 34 und dem Auslass der Kühlmittelpumpe 44 an- geordnet ist.

Die Außenluftführung 12 weist zwei parallele Luftführungskanäle 68, 70 auf, wel che jeweils von einem Einlass 68a, 70a, zu einem Auslass 68b, 70b geführt sind die Einlässe 68a, 70a sind jeweils mittels einer aktiv steuerbaren Jalousie 72 be- darfsweise freigebbar. In dem Luftführungskanal 68 ist der Wärmetauscher 32 und ein dahinter angeordneter Axiallüfter 74 angeordnet. Der Luftführungskanal 70 weist den Wärmetauscher 30 sowie einen dahinter angeordneten Radiallüfter 76 auf. Wie insbesondere in den Fig. 2 und 3a bis 3c ersichtlich ist die Außenluftführung 12 in einem fahrzeugfrontseitigen Bauraum 78 insbesondere im Bereich der Mo torhaube angeordnet. Das Sekundärkreislaufsystem 18 ist hierbei beispielsweise als Sekundärkreis-Kompaktmodul ausgebildet, wobei das Kompaktmodul und der Kühlmittelwärmespeicher 48 vorzugsweise bauraumkompatibel mit dem Bauraum 78 sind. Durch die Außenluftführung 12 sind zwei parallele, vollständig definierte Luftführungen 68, 70 mit Einlässen 68a, 70a im Frontend und weit beabstandeten Auslässen 68b, 70b an der Fahrzeugunterseite und vor der Windschutzscheibe mit diametralen Ausblasrichtungen 80, 82 für eine kleinstmögliche Rezirkulation von erwärmter Abluft gebildet.

Der Luftführungskanal 68 weist den Axiallüfter 74 und den Wärmetauscher 74 auf, wobei der Wärmetaucher 74 einen relativ großen Querschnitt und kleinen Druck- Verlust aufweist, und vorwiegend zur Kühlung beim Fahren unter Ausnutzung des Fahrtwindes vorgesehen ist. Insbesondere wird der Fahrtwind hierbei zur Kühlung des Traktionsantriebs 6 mit dem Axiallüfter 74 genutzt. Hierzu ist ein vergleichs weise großes, flaches Wärmetauschernetz mit niedrigem Druckverlust vorgese hen. Der Axiallüfter 74 weist geeigneterweise einen relativ großen Volumenstrom und eine kleine Druckdifferenz auf.

Der Luftführungskanal 70 weist den Radiallüfter 76 und den Wärmetauscher 30 auf, wobei der Wärmetauscher 30 einen relativ kleinen Querschnitt und relativ hö heren Druckverlust aufweist, und vorwiegend zur Kühlung des stehenden Fahr- zeugs bei einem Ultra-/Schnelladen der Batterie 8 vorgesehen ist. Hierzu ist ein vergleichsweise kleines, tieferes Wärmetauschernetz mit höherem Druckverlust vorgesehen. Der Radiallüfter 76 weist geeigneterweise einen großen Volumen strom und eine größere Druckdifferenz auf. Der Radiallüfter 76 ist vorzugsweise für eine höhere Luftleistung bei gleicher Lautheit in Relation zum Axiallüfter 74 ausgelegt.

Durch die zweikanalige oder zweiflutige Außenluftführung 12 ist eine räumliche Trennung von erwärmter Kühlluft und der Frischluftzufuhr für den Fahrzeuginnen- raum 10 realisiert. Weiterhin wird eine zusätzlichen Aufheizung des Fahrzeugin nenraums 10 bei hoher Umgebungstemperatur durch Warmluftansaugung ver mieden. Nachfolgend ist anhand der Figuren 4 bis 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der Außenluftführung 12' näher erläutert. Die in dieser Ausführung insbesondere ein- kanalige oder einflutige Außenluftführung 12' weist eine vollständig definierte Luft führung als Luftführkanal 84 zwischen drei Einlässen 86a, 86b, 86c und einem Auslass 88 auf, wobei die Außenluftführung 12' vorzugsweise vier aktiv steuerbare Öffnungen oder Jalousien 90a, 90b, 90c, 90d, Luftleitkanäle, sowie einen oder mehrere als Paket integrierte Wärmetauscher 92, 94, 96, die gegebenenfalls schräg im Bauraum 74 orientiert sind. Der Luftführkanal 84 weist einen Radiallüfter 76 auf, wobei die Leitung der Kühlluft von den Einlässen 86a, 86b, 86c zu dem Auslass 88, also die Stellung der Jalousien 90a, 90b, 90c, 90d lastabhängig ein- gestellt wird. Die Strömungs- oder Ausblasrichtungen der Kühlluft oder Außenluft sind in den Figuren 5 und 6 mittels Pfeilen schematisch dargestellt.

Der Einlass 86a ist frontseitig im Bereich eines Kühlergrills angeordnet, und mittels der Jalousie 90a bedarfsweise schließ- und öffenbar. Der Einlass 86b ist zur Windschutzscheibe oder (Fahrzeug-)Frontscheibe) orientiert, und mittels der Ja lousie 90b verschließbar. Der Einlass 86c ist zu einem Radkasten orientiert und mit der Jalousie 90c verschließbar, wobei der Auslass 88 in den gegenüberliegen den Radkasten mündet. Hierzu ist ein Diffusor 98 zur Ableitung der Kühlluft vorge sehen. Die Jalousie 90d ist vor den Wärmetauschen 92, 94, 96, also zwischen den Einlässen 86a, 86b, 86c und den Wärmetauschern 92, 94, 96 angeordnet. Der Wärmetauscher 92 ist als ein Kältemittelkühler ausgeführt, wobei der Wärmetau scher 94 als ein Niedertemperatur-Kühlmittelkühler und der Wärmetauscher 96 als ein Hochtemperatur-Wärmekühler ausgebildet sind. Bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten unter 100 km/h (Stundenkilometer), bei welchen kein ausreichender Fahrtwind zur Kühlung bereitsteht, ist die Jalousie 90c des Einlasses 86c geöffnet, die Jalousie 90b des Einlasses 86b geschlossen, die Jalousie 90d vor den Wärmetauschern 92, 94, 96 und die Jalousie 90a vor dem Einlass 86a sind geöffnet, wobei der Radiallüfter 76 in einem aktiven Betrieb ist.

Bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten von 100 km/h oder mehr, bei welchen ein ausreichender Fahrtwind zur Kühlung bereitsteht, sind die Jalousien 90c und 90b geschlossen, die Jalousien 90a und 90d geöffnet, und der Radiallüfter 76 ist in einem passiven Betrieb.

Bei einem Ladevorgang der Batterie 8 steht das Kraftfahrzeug 4 still, so dass kein Fahrtwind vorliegt. Hierbei werden die Jalousien 90a geschlossen und die übrigen Jalousien 90b, 90c, 90d geöffnet, und der Radiallüfter 76 in einen aktiven Betrieb versetzt.

Durch die Außenluftführung 12' wird die über den Fahrzyklus gemittelte Antriebs- leistung reduziert, indem der Fahrwiderstand kontinuierlich minimiert wird. Dazu wird der Anteil an fahrzeugumströmender Luft maximiert und lediglich der in einer Fahrsituation zur Entwärmung zwingend erforderliche Luftvolumenstrom ins Sub system Außenluftführung 12' eingeströmt. Bei einer gegebenen Luftleistung wird im Vergleich zu einem Axiallüfter eine höhere Entwärmungsleistung erzielt, indem ein verbesserter Nutzungsgrad des Kühlerpakets 92, 94, 96 durch vollständige(re) Strömungsausbildung im Radiallüfter 76 realisiert wird.

Durch eine verbesserte räumliche Trennung von Ein- und Auslassbereichen wird weiterhin die Warmluftrezirkulation vermindert oder verhindert, so dass der für den Luftvolumenstrom erforderliche Leistungsbedarf sinkt.

Insbesondere weist die Außenluftführung 12' ein hohes Potential zur Integration eines größeren Wärmetauschernetzes 92, 94, 96 durch eine zurückversetzte Posi tion im Bereich der ansteigenden „Motorhaube“ auf. Dadurch entstehen auch neue Gestaltungsfreiheiten für die Frontpartie inklusive einer besseren Packagenut zung. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu ver lassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbei- spielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kom binierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

2 Kühlvorrichtung

4 Kraftfahrzeug

Traktionsantrieb

8 Batterie 10 Fahrzeuginnenraum

12, 12' Außenluftführung 14 Kreislaufsystem 16 Primärkreislauf 18 Sekundärkreislaufsystem

18a, 18b Kühlmittelkreislauf 20 Expansionsventil 22 Kältemittelverdichter 24, 26 Wärmetauscher

28 Kühlmantel

30, 32 Wärmetauscher 34 Durchflussregelmischventil

36, 38 Vorlauf 40, 42 Rücklauf 44, 46 Kühlmittelpumpe 48 Kühlmittelwärmespeicher 50 Kühlungswärmeübertrager 52 Heizungswärmeübertrager 54 Flächentemperierelement

56 Klimagebläse 58 Umschaltventil 60 Durchflussregelventil 62 Durchflussregelmischventil 64 Kühlmittelmischpumpe 66 Durchflussregelventil

67 Bypass-Leitung

68 Luftführungskanal a Einlass b Auslass

Luftführungskanala Einlass b Auslass

Jalousie

Axial lüfter

Radiallüfter

Bauraum , 82 Ausblasrichtung

Luftführkanala, 86b, 86c Einlass

Auslass a, 90b, 90c, 90d Jalousie , 94, 96 Wärmetauscher

Diffusor