Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein autonom oder teilautonom fahrendes Kraftfahrzeug (z. B. Lastkraftwagen oder Omnibus). Das Kühlsystem dient insbesondere zum Kühlen einer Leistungselektronik und/oder zur Kühlmitteltemperierung zum Vermeiden einer Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik. Die Erfindung betrifft auch ein zugehöriges Verfahren.

Aus der Praxis ist es bekannt, Leistungselektronik wie z. B. Kraftfahrzeug-Steuergeräte zu belüften und damit zu kühlen. Leistungselektronik in Form von z. B. Hochleistungsrechnern zur Datenverarbeitung zum autonomen oder teilautonomen Fahren benötigen üblicherweise aber eine effizientere Kühlung als herkömmliche Kraftfahrzeug-Steuergeräte. Eine übermäßige Kühlung der Leistungselektronik und/oder kalte Witterung (z. B. in Kombination mit geringer Auslastung der Leistungselektronik und/oder bei warmer und/oder feuchter Umgebung der Leistungselektronik) kann aber dazu führen, dass sich an oder in der Leistungselektronik nachteilhaft Kondensat bildet.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine effiziente und/oder konstruktiv einfache Möglichkeit zur Kühlung von Leistungselektronik und/oder zur Kühlmitteltemperierung zum Vermeiden einer Kondensatbildung an oder in Leistungselektronik zur Verfügung zu stellen, insbesondere Leistungselektronik zur Datenverarbeitung zum autonomen oder teilautonomen Fahren.

Diese Aufgabe kann mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem, vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein autonom oder teilautonom fahrendes Kraftfahrzeug, z.B. ein autonom oder teilautonom fahrender Lastkraftwagen oder Omnibus.

Das Kühlsystem umfasst einen Batteriekühlkreislauf, insbesondere zum Kühlen einer (z. B. aufladbaren) Batterieeinrichtung (z. B. Akkueinrichtung etc.). Die Batterieeinrichtung kann z. B. zur Energieversorgung eines Elektromotors zum Antreiben des Kraftfahrzeugs dienen.

Der Batteriekühlkreislauf dient insbesondere zum Führen eines (z. B. gasförmigen oder flüssigen) Kühlmediums. Der Batteriekühlkreislauf ist vorzugsweise ein Akkumulatorkühlkreislauf.

Das Kühlsystem umfasst Leistungselektronik, vorzugsweise zumindest ein Steuergerät und/oder zumindest ein Rechner (z. B. zumindest ein Chip und/oder eine oder mehrere andere Elektronikkomponenten etc.), vorzugsweise zur Datenverarbeitung zum autonomen o- der teilautonomen Fahren des Kraftfahrzeugs. Der Rechner kann insbesondere ein Hochleistungsrechner sein.

Das Kühlsystem umfasst einen zweiten Kreislauf (z. B. Kühlkreislauf), in den die Leistungselektronik eingebunden ist und der zum Kühlen der Leistungselektronik und/oder zur Kühlmitteltemperierung zum Vermeiden einer Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik eingerichtet ist.

Der zweite Kreislauf dient insbesondere zum Führen eines (z. B. gasförmigen oder flüssigen) Kühlmittels.

Gemäß der Erfindung sind der Batteriekühlkreislauf und der zweite Kreislauf mittelbar oder unmittelbar über einen Wärmetauscher, vorzugsweise einen Plattenwärmetauscher, thermisch miteinander verbunden, insbesondere sodass der Batteriekühlkreislauf zur Erzeugung und/oder zur Bereitstellung von Kälte- und/oder Kühlleistung für den zweiten Kreislauf nutzbar ist. Es lässt sich somit eine thermische Verbindung zwischen den Batteriekühlkreislauf und dem zweiten Kreislauf herstellen, sodass eine Wärmeübertragung zwischen diesen Kreisläufen und damit bedarfsgerechte Temperierung der Leistungselektronik ermöglicht wird. Unter einer mittelbaren oder unmittelbaren thermischen Verbindung wird in diesem Zusammenhang verstanden, dass wahlweise wenigstens ein zusätzlicher, hier dritter Kühlkreislauf zwischen dem Batteriekreislauf und dem zweiten Kreislauf angeordnet ist, wobei dieser zusätzliche Kühlkreislauf in thermischem Kontakt sowohl mit dem Batteriekreislauf als auch dem zweiten Kreislauf steht, oder aber zwischen dem Batteriekreislauf und dem zweiten Kreislauf unmittelbar oder direkt über einen zwischengeschalteten Wärmeübertrager Wärme übertragbar ist.

Gemäß einer speziellen Weiterbildung verfügt das Kühlsystem über einen dritten Kreislauf, der über einen ersten Wärmetauscher (z. B. einen Chiller, insbesondere Verdampfer) mit dem zweiten Kreislauf zweckmäßig thermisch verbunden (z. B. gekoppelt) ist und über einen zweiten Wärmetauscher (z. B. Chiller, insbesondere Verdampfer) mit dem Batteriekühlkreislauf zweckmäßig thermisch verbunden (z. B. gekoppelt) ist, vorzugsweise sodass der dritte Kreislauf zur Erzeugung und/oder zur Bereitstellung von Kälteleistung (zweckmäßig Kälte) für den Batteriekühlkreislaufs und den zweiten Kreislauf nutzbar ist.

Ein Vorteil ist z. B., dass mittels des Batteriekühlkreislaufs und/oder des dritten Kreislaufs ein oftmals in Kraftfahrzeugen bereits vorhandenes Kühlsystem zweckmäßig direkt oder indirekt zur Erzeugung von Kälte- und/oder Kühlleistung genutzt werden kann, um die Leistungselektronik zu kühlen und/oder zu temperieren. Alternativ oder ergänzend ist ein Vorteil, dass das Kühlsystem vorzugsweise nicht nur zur Kühlung der Leistungselektronik eingerichtet sein kann, sondern vorzugsweise auch zur Kühlmitteltemperierung, um eine Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik zu vermeiden, sodass vorteilhaft eine Temperatur an oder in der Leistungselektronik im Wesentlichen über einer Taupunkttemperatur gehalten werden kann.

Der Batteriekühlkreislauf kann z. B. eine Pumpe und/oder z. B. eine Kühleinrichtung umfassen, vorzugsweise einen Kühler mit Lüfter.

Es ist möglich, dass der Batteriekühlkreislauf über einen (z. B. weiteren, insbesondere zweiten) Wärmetauscher, vorzugsweise einen Chiller (z. B. Verdampfer), mit einem dritten Kreislauf thermisch (z. B. gekoppelt) verbunden ist, vorzugsweise so, dass der dritte Kreislauf zur Erzeugung und/oder Bereitstellung von Kälte- und/oder Kühlleistung (zweckmäßig Kälte und/oder Kühle) für den Batteriekühlkreislauf und/oder den zweiten Kreislauf nutzbar ist.

Der dritte Kreislauf kann z. B. ein Expansionsorgan (z. B. Expansionsventil), einen Kompressor (z. B. Verdichter) und/oder einen Kondensator umfassen.

Das Expansionsorgan kann insbesondere dem weiteren Wärmetauscher vorgeschaltet sein, z. B. stromaufwärts des Wärmetauschers und/oder stromabwärts des Kompressors und/oder Kondensators angeordnet sein.

Der Batteriekühlkreislauf kann zweckmäßig zwischen den zweiten Kreislauf und den ersten Kreislauf eingebunden sein.

Auf vorteilhafte Wweise kann der erste Wärmetäuscher z. B. ein Chiller (insbesondere ein Verdampfer) sein und/oder der zweite Wärmetauscher kann z. B. ein Chiller (insbesondere ein Verdampfer) sein. Es ist möglich, dass der dritte Kreislauf ein erstes Expansionsorgan (z. B. ein Expansionsventil) für den ersten Wärmetauscher umfasst und/oder ein zweites Expansionsorgan (z. B. ein Expansionsventil) für den zweiten Wärmetauscher umfasst.

Der dritte Kreislauf kann z. B. einen Kompressor (z. B. Verdichter) und/oder einen Kondensator umfassen. Der Kompressor und/oder der Kondensator kann vorzugsweise mit dem ersten Wärmetauscher und/oder dem zweiten Wärmetauscher zweckmäßig wirkverbunden sein.

Das erste Expansionsorgan kann zweckmäßig dem ersten Wärmetauscher vorgeschaltet sein, z. B. stromaufwärts des ersten Wärmetauschers und/oder stromabwärts des Kompressors und/oder Kondensators angeordnet sein.

Das zweite Expansionsorgan kann zweckmäßig dem zweiten Wärmetauscher vorgeschaltet sein, z. B. stromaufwärts des zweiten Wärmetauschers und/oder stromabwärts des Kompressors und/oder Kondensators angeordnet sein.

Es ist möglich, dass der erste Wärmetauscher (und insbesondere sein Expansionsorgan) und der zweite Wärmetauscher (und insbesondere sein Expansionsorgan) im dritten Kreislauf parallel geschaltet sind.

Der dritte Kreislauf kann zweckmäßig zwischen den Batteriekühlkreislauf und den zweiten Kreislauf eingebunden sein.

Der zweite Kreislauf kann z. B. ein Ventil zur Kühlmitteltemperierung umfassen, um eine Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik zu vermeiden.

Das Ventil kann z. B. ein Wegeventil sein und/oder zum Zusammenführen von unterschiedlich temperiertem Kühlmittel zweckmäßig des zweiten Kreislaufs eingerichtet sein. Alternativ oder ergänzend kann das Ventil zumindest drei Anschlüsse aufweisen und/oder zumindest zwei Schaltstellungen aufweisen und/oder als ein 3-Wegeventil, insbesondere ein 3/2-Wege- ventil, ausgeführt sein.

Der zweite Kreislauf kann z. B. eine Kühleinrichtung umfassen, z. B. einen Kühler mit Lüfter. Die Kühleinrichtung dient insbesondere zum Kühlen des Kühlmittels des zweiten Kreislaufs.

Die Kühleinrichtung kann z. B. ein Flüssigkeit-Luft-Wärmetauscher vorzugsweise mit Lüfter sein, dessen Leistung durch den Lüfter vorteilhaft gesteigert werden kann. Es ist möglich, dass der zweite Kreislauf einen ersten Leitungsabschnitt umfasst, der sich z. B. stromaufwärts der Leistungselektronik insbesondere zwischen dem ersten Wärmetauscher und der Leistungselektronik erstrecken kann. Alternativ oder ergänzend kann der zweite Kreislauf z. B. einen zweiten Leitungsabschnitt umfassen, der sich z. B. stromabwärts der Leistungselektronik zwischen der Leistungselektronik und insbesondere dem ersten Wärmetauscher erstrecken kann.

Der erste Leitungsabschnitt kann somit z.B. an eine Eingangsseite der Leistungselektronik und an eine Ausgangsseite eines Wärmetauschers insbesondere des ersten Wärmetauschers gekoppelt sein, wobei alternativ oder ergänzend der zweite Leitungsabschnitt z. B. an eine Ausgangsseite der Leistungselektronik und an eine Eingangsseite eines Wärmetauschers, insbesondere des ersten Wärmetauschers gekoppelt sein kann.

Es ist möglich, dass ein dritter Leitungsabschnitt den zweiten Leitungsabschnitt mit dem Ventil verbindet und/oder eine Bypassleitung bildet, um Kühlmittel (zweckmäßig des zweiten Kreislaufs) unter Umgehung der Kühleinrichtung und/oder eines Wärmetauschers, insbesondere des ersten Wärmetauschers zum Ventil und/oder in den ersten Leitungsabschnitt und vorzugsweises somit (insbesondere mittelbar) zurück zur Leistungselektronik zu führen.

Der dritte Leitungsabschnitt ist zweckmäßig Teil des zweiten Kreislaufs.

Das Ventil kann z. B. in den ersten und/oder dritten Leitungsabschnitt integriert sein.

Es ist möglich, dass der dritte Leitungsabschnitt an einer Abzweigstelle vom zweiten Leitungsabschnitt abzweigt.

Die Abzweigstelle ist vorzugsweise stromabwärts der Leistungselektronik und z. B. stromaufwärts der Kühleinrichtung und/oder eines Wärmetauschers, insbesondere des ersten Wärmetauschers positioniert.

Der zweite Kreislauf kann z. B. eine Pumpe umfassen.

Die Pumpe kann z. B. eingerichtet sein, um, vorzugsweise zur Kühlmitteltemperierung zum Vermeiden einer Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik, einen Kühlmittel-Wärmestrom oder Kühlmittel-Volumenstrom zu verändern, vorzugsweise wahlweise zu erhöhen und/oder zu reduzieren. Das Verändern kann z. B. durch eine Leistungsänderung der Pumpe realisiert werden. Die Pumpe ist vorzugsweise in den ersten Leitungsabschnitt integriert und/oder stromaufwärts der Leistungselektronik und z. B. stromabwärts des Ventils und/oder stromabwärts insbesondere des ersten Wärmetauschers positioniert.

Das Ventil umfasst vorzugsweise einen ersten Eingang (der vorzugsweise mittels eines ersten Teilabschnitts des ersten Leitungsabschnitts mit einem Ausgang eines Wärmetauschers, insbesondere des ersten Wärmetauschers verbunden sein kann) und/oder einen zweiten Eingang (der vorzugsweise mittels des dritten Leitungsabschnitts mit dem zweiten Leitungsabschnitt verbunden sein kann). Alternativ oder ergänzend kann das Ventil zweckmäßig einen Ausgang umfassen, um in Abhängigkeit von Ventil-Schaltstellungen Kühlmittel zweckmäßig zur Kühlmitteltemperierung vom ersten Eingang und/oder vom zweiten Eingang zur Leistungselektronik zu leiten und/oder in einen zweiten Teilabschnitt des ersten Leitungsabschnitts zu führen.

Der erste Eingang ist insbesondere zur Aufnahme von mittels des Batteriekühlkreislaufs, eines Wärmetauschers, insbesondere des ersten Wärmetauschers und/oder der Kühleinrichtung gekühltem Kühlmittel nutzbar.

Der zweite Eingang ist insbesondere zur Aufnahme von mittels der Leistungselektronik aufgewärmtem Kühlmittel nutzbar.

Der erste Eingang und/oder der zweite Eingang und/oder der Ausgang kann zumindest eines von Folgendem aufweisen: eine Öffnungsstellung, in der er vollständig geöffnet ist, eine Schließstellung, in der er vollständig geschlossen ist, und/oder zumindest eine Zwischenstellung, in der er teilweise geöffnet ist.

Es ist möglich, dass das Ventil zur Kühlmitteltemperierung eine Schaltstellung aufweist, in der der erste Eingang vollständig geschlossen ist und der zweite Eingang vollständig oder teilweise geöffnet ist, vorzugsweise so, dass (insbesondere von der Leistungselektronik aufgewärmtes) Kühlmittel zwischen dem Ausgang, der Leistungselektronik und dem zweiten Eingang zirkulieren kann, aber ein Zufluss von Kühlmittel über den ersten Eingang und vorzugsweise somit von der Kühleinrichtung und/oder von einem Wärmetauscher, insbesondere von dem ersten Wärmetauscher verhindert wird. Dadurch kann z. B. ein („kleiner“) Kreislauf oder Kreislaufmodus ermöglicht werden, der die Leistungselektronik, das Ventil (nämlich den vorzugsweise vollständig oder teilweise geöffneten zweiten Eingang) und vorzugsweise die Pumpe umfasst, insbesondere bei geschlossenem ersten Eingang und somit unter Ausschluss der Kühleinrichtung und/oder eines Wärmetauschers, insbesondere des ersten Wärmetauschers.

Das Ventil kann zur Kühlmitteltemperierung z. B. eine Schaltstellung aufweisen, in der der erste Eingang teilweise geöffnet ist und der zweite Eingang vollständig oder teilweise geöffnet ist, vorzugsweise so, dass (insbesondere von der Leistungselektronik aufgewärmtes) Kühlmittel zwischen dem Ausgang, der Leistungselektronik und dem zweiten Eingang zirkulieren kann, aber auch ein Zufluss von (insbesondere mittels des Batteriekühlkreislaufs und/oder der Kühleinrichtung gekühltes) Kühlmittel über den ersten Eingang und vorzugsweise somit von der Kühleinrichtung und/oder einem Wärmetauscher, insbesondere dem ersten Wärmetauscher zugelassen wird. Dadurch kann z. B. ein Kreislauf oder Kreislaufmodus ermöglicht werden, der die Leistungselektronik, das Ventil (nämlich vorzugsweise den ersten zumindest teilweise geöffneten Eingang und den zweiten zumindest teilweise geöffneten Eingang) und die Kühleinrichtung und/oder einen Wärmetauscher, insbesondere den ersten Wärmetauscher und z. B. die Pumpe umfasst.

Es ist möglich, dass das Ventil zur Kühlmitteltemperierung eine Schaltstellung aufweist, in der der erste Eingang vollständig geöffnet ist, vorzugsweise so, dass (insbesondere mittels des Batteriekühlkreislaufs und/oder der Kühleinrichtung gekühltes) Kühlmittel zwischen dem Ausgang, der Leistungselektronik und dem ersten Eingang zirkuliert, und in der der zweite Eingang z. B. vollständig geschlossen ist oder z. B. nur teilweise und/oder intermittierend geöffnet wird. Dadurch kann ein („großer“) Kreislauf oder Kreislaufmodus ermöglicht werden, der die Leistungselektronik, das Ventil (nämlich vorzugsweise den vollständig geöffneten ersten Eingang) und die Kühleinrichtung und/oder einen Wärmetauscher, insbesondere den ersten Wärmetauscher und z. B. die Pumpe umfasst, vorzugsweise bei im Wesentlichen geschlossenem zweiten Eingang.

Die Kühleinrichtung kann z. B. in den zweiten Leitungsabschnitt integriert sein, stromabwärts der Leistungselektronik und/oder stromabwärts der Abzweigstelle positioniert sein, und/oder stromaufwärts eines Wärmetauschers, insbesondere des ersten Wärmetauschers und/oder des zweiten Eingangs positioniert sein.

Das Kühlmittel des zweiten Kreislaufs kann insbesondere Wärme von der Leistungselektronik aufnehmen und die Wärme zur Kühlmitteltemperierung zum Vermeiden einer Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik nutzen, vorzugsweise in Kombination mit mittels des Batteriekühlkreislaufs, eines Wärmetauschers, insbesondere des ersten Wärmetauschers und/oder der Kühleinrichtung gekühltem Kühlmittel.

Im Kontext der Erfindung kann der zweite Kreislauf somit vorzugsweise zumindest drei unterschiedliche Kreislaufmodi zur Verfügung stellen, nämlich vorzugsweise einen ersten Kreislaufmodus, um die Kühlmittel-Temperatur für die Leistungselektronik zweckmäßig zu erhöhen, einen zweiten Kreislaufmodus, um die Kühlmittel-Temperatur für die Leistungselektronik zweckmäßig zu reduzieren, und einen dritten Kreislaufmodus, der den ersten und den zweiten Kreislaufmodus miteinander kombiniert.

Es ist möglich, dass das Ventil ein Thermostatventil und/oder ein zur Kühlmitteltemperierung sich selbst einstellendes Ventil ist und vorzugsweise somit ein nicht elektronisch gesteuertes und/oder geregeltes Ventil bildet.

Das Ventil kann z. B. ein auf Temperaturschwankungen reagierendes Dehnmaterial oder Dehnfluid umfassen, vorzugsweise um einen Kühlmittel-Durchfluss zu beeinflussen, z. B. vollständig zu sperren, vollständig durchzulassen und/oder nur teilweise durchzulassen. Das Ventil kann z. B. einen Wachseinsatz und Schieber umfassen.

Das Ventil kann z. B. zur Temperatur-Festwertsteuerung eingerichtet sein, vorzugsweise um die Kühlmitteltemperatur für die Leistungselektronik in einem vorbestimmten Temperaturbereich zu halten. Die vorbestimmte (z. B. voreingestellte) Temperatur wird dabei vorzugsweise so gewählt, dass eine Taupunktunterschreitung in allen Betriebszuständen ausgeschlossen ist.

Das Ventil kann z. B. ein mechanisches Ventil sein.

Es ist aber auch möglich, dass das Ventil ein elektrisches Ventil ist, insbesondere ein elektronisch gesteuertes und/oder geregeltes Ventil.

Das Kühlsystem kann z. B. eine elektronische Steuer- und/oder Regeleinrichtung umfassen, die eingerichtet ist, um, vorzugsweise zum Kühlen der Leistungselektronik und/oder zur Kühlmitteltemperierung zum Vermeiden einer Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik, das Ventil und/oder die Pumpe zu steuern und/oder zu regeln.

Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung kann insbesondere eingerichtet sein, um das Ventil und/oder die Pumpe in Abhängigkeit von zumindest einem von folgendem zu steuern und/o- der zu regeln: einer Temperatur und/oder einer Feuchtigkeit einer Umgebungsluft der Leistungselektronik, einer Temperatur an oder in der Leistungselektronik (z. B. einer Oberflächentemperatur der Leistungselektronik), einer Kühlmittel-Temperatur des zweiten Kreislaufs (z. B. stromaufwärts und/oder stromabwärts der Leistungselektronik), einer Kühlmedium- Temperatur des Batteriekühlkreislaufs und/oder einer Kältemittel-Temperatur des dritten Kreislaufs. Zur Temperaturerfassung kann das Kühlsystem z. B. geeignete Sensorik umfassen.

Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung kann z. B. eingerichtet sein, um einen Abgleich mit zumindest einer Taupunktkurve auszuführen und/oder um die Kühlmittel-Temperatur des zweiten Kreislaufs in einem vorbestimmten Temperaturbereich zu halten.

Es ist möglich, dass die Steuer- und/oder Regeleinrichtung einen Teil der Leistungselektronik bildet und somit vorzugsweise vom zweiten Kreislauf kühlbar ist, oder zusätzlich zur Leistungselektronik zur Verfügung gestellt ist und z. B. vom zweiten Kreislauf (zweckmäßig thermisch) entkoppelt ist.

Der Batteriekühlkreislauf und/oder der zweite Kreislauf umfasst vorzugsweise keinen Verdampfer, kein Expansionsorgan (z. B. Expansionsventil), keinen Kompressor und/oder keinen Kondensator.

Auf vorteilhafte Weise kann der Batteriekühlkreislauf insbesondere zur Erzeugung und/oder Bereitstellung von Kälte- und/oder Kühlleistung für den zweiten Kreislauf genutzt werden, sodass vorzugsweise Kälte und/oder Kühle aus dem Batteriekühlkreislauf mittels des zweiten Kreislaufs zur Kühlung der Leistungselektronik genutzt werden kann.

Der Batteriekühlkreislauf kann (insbesondere zusätzlich zu der Batterieeinrichtung) z. B. zumindest eine Elektronikkomponente umfassen (vorzugsweise Steuerelektronik, zumindest ein Chip, Prozessor, zumindest einen Stromrichter (z. B. Wechselrichter) und/oder eine oder mehrere andere Elektronikkomponenten etc.).

Der Batteriekühlkreislauf kann insbesondere zum Kühlen der zumindest einen Elektronikkomponente eingerichtet sein.

Bevorzugt umfasst die zumindest eine Elektronikkomponente Steuerelektronik (z. B. zumindest einen Chip, Prozessor, Rechner etc.), vorzugsweise zum Steuern der Batterieeinrichtung. Alternativ oder ergänzend kann die zumindest eine Elektronikkomponente z. B. einen Stromrichter (z. B. Wechselrichter) umfassen, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage.

Es ist möglich, dass der Batteriekühlkreislauf ein Niedertemperatur-Kreislauf ist, ein geschlossener Kreislauf ist und/oder ein (insbesondere flüssiges oder gasförmiges) Kühlmedium aufweist (z. B. Glycol-Wasser-Mischung).

Es ist möglich, dass der zweite Kreislauf ein geschlossener Kreislauf ist, ein Hochtemperatur-Kreislauf ist und/oder ein (insbesondere flüssiges oder gasförmiges) Kühl- oder Kältemittel aufweist (z. B. Glycol-Wasser-Mischung).

Der dritte Kreislauf ist vorzugsweise ein Kältekreislauf und weist zweckmäßig ein Kältemittel auf.

Zu erwähnen ist, dass die Leistungselektronik insbesondere einen Hochleistungsrechner umfassen kann, zweckmäßig zur Datenverarbeitung zum autonomen oder teilautonomen Fahren des Kraftfahrzeugs.

Zu erwähnen ist auch, dass die Kühlmitteltemperierung insbesondere dazu dient, eine Temperatur an oder in der Leistungselektronik im Wesentlichen über einer Taupunkttemperatur zu halten, insbesondere zum Vermeiden einer Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik.

Zu erwähnen ist des Weiteren, dass die Kühlmitteltemperierung vorzugsweise ohne Reduzierung eines Kühlmittelvolumenstroms erzielt werden kann.

Zu erwähnen ist auch, dass der Batteriekühlkreislauf vorzugsweise ein Kreislauf zum Kühlen einer z. B. aufladbaren Batterieeinrichtung (z. B. Akkueinrichtung etc.) ist.

Es ist möglich, dass die Kühlmittel-Temperatur des zweiten Kreislaufs, vorzugsweise am o- der (vorzugsweise kurz) vor Eintritt in die Leistungselektronik, als Regelgröße zum Regeln des Ventils und/oder der Pumpe dient. Die Kühleinrichtung des Batteriekühlkreislaufs und/oder des zweiten Kreislaufs stellt insbesondere eine passive Kühlung zur Verfügung.

Die Erfindung umfasst auch ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise autonom oder teilautonom fahrendes Kraftfahrzeug, mit einem Kühlsystem wie hierin offenbart.

Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise ein (insbesondere autonom oder teilautonom) fahrender Lastkraftwagen oder Omnibus. Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren für ein Kühlsystem, vorzugsweise ein Kühlsystem wie hierin offenbart. Das Verfahren kann insbesondere mit einem Kühlsystem wie hierin offenbart ausgeführt werden.

Das Kühlsystem umfasst einen Batteriekühlkreislauf zum Kühlen einer (z. B. aufladbaren) Batterieeinrichtung (z. B. Akkueinrichtung etc.), vorzugsweise einer Batterieeinrichtung zur Energieversorgung eines Elektromotors zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, und Leistungselektronik, vorzugsweise zumindest ein Steuergerät und/oder zumindest ein Rechner, vorzugsweise zur Datenverarbeitung zum autonomen oder teilautonomen Fahren des Kraftfahrzeugs.

Das Kühlsystem umfasst einen zweiten Kreislauf, in den Leistungselektronik (vorzugsweise zumindest ein Steuergerät und/oder zumindest ein Rechner, z. B. zur Datenverarbeitung zum autonomen oder teilautonomen Fahren des Kraftfahrzeugs) eingebunden ist und der die Leistungselektronik kühlt und/oder der eine Kühlmitteltemperierung zum Vermeiden einer Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik ausführt.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform umfasst das Kühlsystem einen dritten Kreislauf, der über einen ersten Wärmetauscher mit dem zweiten Kreislauf zweckmäßig thermisch verbunden (z. B. gekoppelt) ist und über einen zweiten Wärmetauscher mit dem Batteriekühlkreislauf zweckmäßig thermisch verbunden (z. B. gekoppelt) ist, vorzugsweise sodass der dritte Kreislauf zur Erzeugung und/oder zur Bereitstellung von Kälteleistung für den Batteriekühlkreislauf und den zweiten Kreislauf nutzbar ist.

Die Offenbarung zum Kühlsystem gilt zweckmäßig auch für das Verfahren.

Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele und Merkmale der Erfindung können zweckmäßig miteinander kombiniert werden. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren.

Figur 1 zeigt ein Kühlsystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 2 zeigt ein Kühlsystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung und Figur 3 zeigt eine Detailansicht des Kühlsystems, insbesondere eines Ventil zur Kühlmitteltemperierung.

Figur 1 und 3 zeigen jeweils ein Kühlsystem 100 gemäß einem ersten und einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ferner zeigt Figur 3 eine Detailansicht des Kühlsystems 100, insbesondere eines Ventils 22 zur Kühlmitteltemperierung.

Das Kühlsystem 100 ist vorzugsweise Teil eines Kraftfahrzeugs, z. B. eines autonom oder teilautonom fahrenden Omnibusses oder Lastkraftwagens.

Das in Figur 1 dargestellte Kühlsystem 100 umfasst einen Batteriekühlkreislauf 10 zum Führen eines (z. B. flüssigen oder gasförmigen) Kühlmediums, insbesondere zum Kühlen einer Batterieeinrichtung (z. B. Akkueinrichtung) 12. Die Batterieeinrichtung 12 ist insbesondere aufladbar und kann z. B. zur Energieversorgung eines Elektromotors zum Antreiben des Kraftfahrzeugs dienen. Der Batteriekühlkreislauf 10 ist somit vorzugsweise ein Kreislauf zum Kühlen einer aufladbaren Batterieeinrichtung 10 (z. B. Akkueinrichtung) und bildet somit insbesondere einen Akkumulatorkühlkreislauf.

Der Batteriekühlkreislauf 10 umfasst auch eine Kühleinrichtung 11 (z. B. einen Kühler mit Lüfter) und eine Pumpe 13. Das Kühlmedium kann z. B. eine Glycol-Wasser-Mischung sein.

Der Batteriekühlkreislauf 10 kann auch z. B. einen Expansionstank 14 (z. B. Ausgleichsbehälter) für das Kühlmedium des Batteriekühlkreislauf 10 umfassen.

Des Weiteren kann der Batteriekühlkreislauf 10 zusätzlich zu der Batterieeinrichtung 12 z. B. zumindest eine Elektronikkomponente 15 umfassen und eingerichtet sein, um die Elektronikkomponente 15 zu kühlen. Bei der Elektronikkomponente 15 kann es sich z. B. um Steuerelektronik handeln, insbesondere zum Steuern der Batterieeinrichtung 12. Alternativ oder ergänzend kann die Elektronikkomponente 15 aber auch einen Stromrichter (z. B. Wechselrichter) umfassen, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage.

In Figur 1 ist die Elektronikkomponente 15 beispielhaft zwischen der Kühleinrichtung 11 und der Batterieeinrichtung 12 eingezeichnet. Die Elektronikkomponente 15 kann aber auch z. B. zwischen der Pumpe 13 und der Batteriereinrichtung 12 oder an anderer geeigneter Stelle angeordnet sein.

Das Kühlsystem 100 umfasst auch einen zweiten Kreislauf 20, der weiter unten näher erläutert wird. Der Batteriekühlkreislauf 10 und der zweite Kreislauf 20 sind über einen (z. B. ersten) Wärmetauscher X1 (z. B. einen Plattenwärmetauscher) zweckmäßig thermisch miteinander verbunden, sodass der Batteriekühlkreislauf 10 zur Erzeugung und/oder Bereitstellung von Kälte- und/oder Kühlleistung (zweckmäßig Kälte und/oder Kühle) für den zweiten Kreislauf 20 genutzt werden kann. Der Wärmetauscher X1 kann zweckmäßig stromaufwärts oder stromabwärts der Batterieeinrichtung 12 angeordnet sein.

Das Kühlsystem 100 kann auch einen optionalen dritten Kreislauf 30 (zweckmäßig Kältekreislauf) umfassen. Der dritte Kreislauf 30 kann z. B. einen Kompressor und/oder einen Kondensator aufweisen, die in Figur 1 schematisch unter dem Bezugszeichen 32 zusammengefasst sind. Auch kann der dritte Kreislauf 30 eine Expansionsorgan 31 (z. B. ein Expansionsventil) aufweisen.

Der Batteriekühlkreislauf 10 kann über einen insbesondere weiteren (z. B. zweiten) Wärmetauscher X2, vorzugsweise einen Chiller (z. B. Verdampfer), mit dem dritten Kreislauf 30 thermisch verbunden sein, insbesondere so, dass der dritte Kreislauf 30 zur Erzeugung und/oder Bereitstellung von Kälteleistung (zweckmäßig Kälte) für den Batteriekühlkreislauf 10 und/oder den zweiten Kreislauf 20 nutzbar ist.

Das Expansionsorgan 31 ist zweckmäßig dem weiteren Wärmetauscher X2 vorgeschaltet.

Bei dem Batteriekühlkreislauf 10 und dem dritten Kreislauf 30 kann es sich z. B. um eine herkömmliche Batteriekühlanordnung handeln. Damit sind vorteilhaft bereits alle zur Erzeugung von Kälteleistung erforderlichen Komponenten (insbesondere Kompressor und/oder Kondensator) eines aktiven Kältekreislaufs vorhanden und müssen somit vorteilhaft nicht noch einmal verbaut oder ggf. sogar elektrisch betrieben werden.

Das Kühlsystem 100 umfasst Leistungselektronik 21 , vorzugsweise zumindest ein Steuergerät und/oder zumindest einen Rechner (z. B. zumindest ein Chip, Prozessor etc.), vorzugsweise zur Datenverarbeitung zum autonomen oder teilautonomen Fahren des Kraftfahrzeugs.

Das Kühlsystem 100 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der zweite Kreislauf 20 (zweckmäßig Kühlkreislauf) zum Kühlen der Leistungselektronik 21 und/oder zur Kühlmitteltemperierung zum Vermeiden einer Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik 21 eingerichtet ist. Der zweite Kreislauf 20 dient zweckmäßig zum Führen eines (z. B. flüssigen oder gasförmigen) Kühlmittels (z. B. Glycol-Wasser-Mischung). Der Batteriekühlkreislauf 10 ist zweckmäßig zwischen den zweiten Kreislauf 20 und den dritten Kreislauf 30 eingebunden.

Der zweite Kreislauf 20 kann z. B. einen Expansionstank 50 (z. B. Ausgleichsbehälter) für das Kühlmittel des zweiten Kreislaufs 20 umfassen.

Eine Besonderheit ist, dass der zweite Kreislauf 20 ein Ventil 22 zur Kühlmitteltemperierung zum Vermeiden einer Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik 21 umfassen kann. Das Ventil 22 ist vorzugsweise ein 3-Wegeventil. Es kann z. B. zumindest drei Anschlüsse 22.1 , 22.2, 22.3 aufweisen und/oder zumindest zwei Schaltstellungen aufweisen und z. B. als ein 3/2-Wegeventil ausgeführt sein. Insbesondere kann das Ventil 22 zum Zusammenführen von unterschiedlich temperiertem Kühlmittel eingerichtet sein.

Der zweite Kreislauf 20 kann auch eine optionale Kühleinrichtung 24 aufweisen, z. B. einen Kühler mit Lüfter.

Der zweite Kreislauf 20 umfasst einen ersten Leitungsabschnitt A und einen zweiten Leitungsabschnitt B.

Der erste Leitungsabschnitt A erstreckt sich zweckmäßig stromaufwärts der Leistungselektronik 21 zwischen dem Wärmetauscher X1 und der Leistungselektronik 21.

Der zweite Leitungsabschnitt B erstreckt sich zweckmäßig stromabwärts der Leistungselektronik 21 zwischen der Leistungselektronik 21 und dem Wärmetauscher X1 und/oder der Kühleinrichtung 24.

Die Leistungselektronik 21 und der Wärmetauscher X1 können somit z. B. zwischen dem ersten Leitungsabschnitt A und dem zweiten Leitungsabschnitt B positioniert sein, sodass der erste Leitungsabschnitt A einem Leitungsabschnitt stromaufwärts der Leistungselektronik 21 und stromabwärts des Wärmetauschers X1 entspricht und/oder der zweite Leitungsabschnitt B einem Leitungsabschnitt stromabwärts der Leistungselektronik 21 und stromaufwärts des Wärmetauschers X1 entspricht.

Ein dritter Leitungsabschnitt C des zweiten Kreislaufs 20 ist eingerichtet, um eine Bypassleitung zu bilden und z. B. den zweiten Leitungsabschnitt B mit dem Ventil 22 zu verbinden, um Kühlmittel unter Umgehung der Kühleinrichtung 24 und/oder des Wärmetauschers X1 zum Ventil 22 und/oder in den ersten Leitungsabschnitt A zu führen und vorzugsweise somit zurück zur Leistungselektronik 21 . Das Ventil 22 ist zweckmäßig in den ersten Leitungsabschnitt A und den dritten Leitungsabschnitt C integriert.

Der dritte Leitungsabschnitt C zweigt an einer Abzweigstelle 25 vom zweiten Leitungsabschnitt B ab. Die Abzweigstelle 25 ist stromabwärts der Leistungselektronik 21 und z. B. stromaufwärts der Kühleinrichtung 24 und/oder des Wärmetauschers X1 positioniert.

Die Kühleinrichtung 24 ist vorzugsweise in den zweiten Leitungsabschnitt B integriert und/oder stromabwärts der Abzweigstelle 25 und z. B. stromaufwärts des Wärmetauschers X1 positioniert.

Der zweite Kreislauf 20 umfasst auch eine Pumpe 23, die zweckmäßig in den ersten Leitungsabschnitt A integriert sein kann. Die Pumpe 23 kann z. B. stromaufwärts der Leistungselektronik 21 und stromabwärts des Ventils 22 und/oder stromabwärts des Wärmetauschers X1 in den zweiten Kreislauf 20 integriert sein.

Das Kühlmittel des zweiten Kreislaufs 20 kann insbesondere Wärme von der Leistungselektronik 21 aufnehmen und die Wärme zur Kühlmitteltemperierung zum Vermeiden einer Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik 21 nutzen, vorzugsweise in Kombination mit mittels des Wärmetauschers X1 und/oder der Kühleinrichtung 24 gekühltem Kühlmittel.

Das Ventil 22 umfasst einen ersten Eingang 22.1 , der mittels eines ersten Teilabschnitts A1 des ersten Leitungsabschnitts A mit einem Ausgang des Wärmetauschers X1 verbunden ist.

Das Ventil 22 umfasst einen zweiten Eingang 22.2, der mittels des dritten Leitungsabschnitts C mit dem zweiten Leitungsabschnitt B verbunden ist.

Das Ventil 22 umfasst einen Ausgang 22.3, um in Abhängigkeit von Ventil-Schaltstellungen zur Kühlmitteltemperierung (zweckmäßig mittels der Leistungselektronik 21 aufgewärmtes und/oder mittels des Batteriekühlkreislaufs 10 und/oder der Kühleinrichtung 24 gekühltes) Kühlmittel über einen zweiten Teilabschnitt A2 des ersten Leitungsabschnitts A zur Leistungselektronik 21 weiterzuleiten.

Der erste Eingang 22.1 und/oder der zweite Eingang 22.2 und optional der Ausgang 22.3 kann z. B. eine Öffnungsstellung aufweisen, in der er vollständig geöffnet ist, eine Schließstellung aufweisen, in der er vollständig geschlossen ist, und/oder zumindest eine Zwischenstellung aufweisen, in der er teilweise geöffnet ist. Das Ventil 22 kann unterschiedliche Schaltstellungen aufweisen, um von der Leistungselektronik 21 erwärmtes Kühlmittel (zweckmäßig mittels des zweiten Eingangs 22.2) und vom Batteriekühlkreislauf 10 und/oder der Kühleinrichtung 24 gekühltes Kühlmittel (zweckmäßig mittels des ersten Eingangs 22.1) zur Kühlmitteltemperierung wahlweise durchzulassen und/oder zu sperren.

Das Ventil 22 kann z. B. eine Schaltstellung aufweisen, in der der erste Eingang 22.1 vollständig geschlossen ist und der zweite Eingang 22.2 vollständig oder teilweise geöffnet ist, vorzugsweise so, dass (insbesondere von der Leistungselektronik 21 aufgewärmtes) Kühlmittel zwischen dem Ausgang 22.3, der Leistungselektronik 21 und dem zweiten Eingang 22.2 zirkulieren kann, aber ein Zufluss von Kühlmittel über den ersten Eingang 22.1 und vorzugsweise somit von der Kühleinrichtung 24 und/oder von dem Wärmetauscher X1 verhindert werden kann. Dadurch kann ein („kleiner“) Kreislaufmodus ermöglicht werden, der die Leistungselektronik 21 , das Ventil 22 (nämlich den vorzugsweise vollständig oder teilweise geöffneten zweiten Eingang 22.2) und vorzugsweise die Pumpe 23 umfasst, insbesondere bei geschlossenem ersten Eingang 22.1 und somit unter Umgehung bzw. Ausschluss der Kühleinrichtung 24 und/oder des Wärmetauschers X1 .

Das Ventil 22 kann z. B. eine Schaltstellung aufweisen, in der der erste Eingang 22.1 teilweise geöffnet ist und der zweite Eingang 22.2 vollständig oder teilweise geöffnet ist, vorzugsweise so, dass (insbesondere von der Leistungselektronik 21 aufgewärmtes) Kühlmittel zwischen dem Ausgang 22.3, der Leistungselektronik 21 und dem zweiten Eingang 22.2 zirkulieren kann, aber auch ein Zufluss von (insbesondere mittels des Batteriekühlkreislaufs 10 und/oder der Kühleinrichtung 24 gekühltes) Kühlmittel über den ersten Eingang 22.1 und vorzugsweise somit von der Kühleinrichtung 24 und/oder dem Wärmetauscher X1 zugelassen wird. Dadurch kann z. B. ein Kreislaufmodus ermöglicht werden, der die Leistungselektronik 21 , das Ventil 22 (nämlich vorzugsweise den ersten zumindest teilweise geöffneten Eingang

22.1 und den zweiten zumindest teilweise geöffneten Eingang 22.2) und die Kühleinrichtung 24 und/oder den Wärmetauscher X1 und z. B. die Pumpe 23 umfasst.

Das Ventil 22 kann z. B. eine Schaltstellung aufweisen, in der der erste Eingang 22.1 vollständig geöffnet ist, vorzugsweise so, dass (insbesondere mittels des Batteriekühlkreislaufs 10 und/oder der Kühleinrichtung 24 gekühltes) Kühlmittel zwischen dem Ausgang 22.3, der Leistungselektronik 21 und dem ersten Eingang 22.1 zirkuliert, und in der der zweite Eingang

22.2 vollständig geschlossen ist oder nur teilweise und/oder intermittierend geöffnet wird. Dadurch kann ein („großer“) Kreislaufmodus ermöglicht werden, der die Leistungselektronik 21 , das Ventil 22 (nämlich vorzugsweise den vollständig geöffneten ersten Eingang 22.1) und die Kühleinrichtung24 und/oder den Wärmetauscher X1 und z. B. die Pumpe 23 umfasst, vorzugsweise bei im Wesentlichen geschlossenem zweiten Eingang 22.2.

Das Ventil 22 kann z. B. ein Thermostatventil sein und/oder ein zur Kühlmitteltemperierung sich selbst einstellendes Ventil sein. Das Ventil 22 kann z. B. ein nicht elektronisch gesteuertes und/oder geregeltes Ventil sein.

Das Ventil 22 kann insbesondere ein auf Temperaturschwankungen reagierendes Dehnmaterial oder Dehnfluid umfassen, vorzugsweise um einen Kühlmittel-Durchfluss zu beeinflussen.

Das Ventil 22 kann z. B. zur Temperatur-Festwertsteuerung eingerichtet sein, um die Kühlmitteltemperatur für die Leistungselektronik 21 in einem vorbestimmten Temperaturbereich zu halten.

Eine Besonderheit ist, dass die Pumpe 23 eingerichtet sein kann, um, z. B. zur Kühlmitteltemperierung zum Vermeiden einer Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik 21 , einen Kühlmittel-Wärmestrom oder Kühlmittel-Volumenstrom zu verändern, vorzugsweise wahlweise zu erhöhen und/oder zu reduzieren.

Im Kontext der Erfindung ist es insbesondere möglich, Kälte- und/oder Kühlleistung (zweckmäßig Kälte und/oder Kühle) für den zweiten Kreislauf 20 zu erzeugen, insbesondere unter Einbeziehung des Batteriekühlkreislaufs 10 und/oder dessen Kältekreislaufkomponenten wie z. B. des dritten Kreislaufs 30.

Im Kontext der Erfindung ist es insbesondere möglich, dass der zweite Kreislauf 20, das Ventil 22 und/oder die Pumpe 23 zur Kühlmitteltemperierung eingerichtet sind, um eine Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik 21 zu vermeiden, insbesondere weil dadurch eine Temperatur an oder in der Leistungselektronik 21 zweckmäßig im Wesentlichen über einer Taupunkttemperatur gehalten werden kann.

Das Ventil 22 kann insbesondere auch ein elektrisches Ventil sein, insbesondere ein elektronisch gesteuertes und/oder geregeltes Ventil.

Das Kühlsystem 100 kann eine (in den Figuren nicht gezeigte) elektronische Steuer- und/oder Regeleinrichtung umfassen. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung ist zweckmäßig eingerichtet, um das Ventil 22 und/oder die Pumpe 23 in Abhängigkeit von zumindest einem von folgendem zu steuern und/oder zu regeln: einer Temperatur und/oder einer Feuchtigkeit einer Umgebungsluft der Leistungselektronik 21 , einer Temperatur an oder in der Leistungselektronik 21 , einer Kühlmittel-Temperatur des zweiten Kreislaufs 20 (z. B. stromaufwärts und/oder stromabwärts der Leistungselektronik 21), einer Kältemittel-Temperatur des dritten Kreislaufs 30 und/oder einer Kühlmedium-Temperatur des Batteriekühlkreislaufs 10. Zur jeweiligen Temperaturerfassung kann z. B. eine geeignete Sensorik genutzt werden.

Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung kann z. B. eingerichtet sein, um einen Abgleich mit zumindest einer Taupunktkurve auszuführen und/oder um die Kühlmittel-Temperatur für die Leistungselektronik 21 in einem vorbestimmten Temperaturbereich zu halten.

Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung kann z. B. einen Teil der Leistungselektronik 21 bilden und somit vorzugsweise vom zweiten Kreislauf 20 kühlbar sein. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung kann aber auch zusätzlich zur Leistungselektronik 21 zur Verfügung gestellt sein und vom zweiten Kreislauf 20 entkoppelt sein.

Der Batteriekühlkreislauf 10 ist zweckmäßig ein geschlossener Niedertemperatur-Kreislauf, dessen Kühlmedium (insbesondere Glycol-Wasser-Mischung) z. B. flüssig ist.

Der zweite Kreislauf 20 ist zweckmäßig ein geschlossener Hochtemperatur-Kreislauf, dessen Kühlmittel (insbesondere Glycol-Wasser-Mischung) z.B. flüssig ist.

Der dritte Kreislauf 30 ist zweckmäßig ein geschlossener Kältekreislauf, dessen (insbesondere flüssiges) Kältemittel im Betrieb eine Aggregatsänderung erfährt.

Das in Figur 2 dargestellte Kühlsystem 100 umfasst einen Batteriekühlkreislauf 10 zum Führen eines (z. B. flüssigen oder gasförmigen) Kühlmediums, insbesondere zum Kühlen einer Batterieeinrichtung (z. B. Akkueinrichtung) 12. Die Batterieeinrichtung 12 ist insbesondere aufladbar und kann z. B. zur Energieversorgung eines Elektromotors zum Antreiben des Kraftfahrzeugs dienen. Der Batteriekühlkreislauf 10 ist somit vorzugsweise ein Kreislauf zum Kühlen einer aufladbaren Batterieeinrichtung 10 (z. B. Akkueinrichtung) und bildet somit insbesondere einen Akkumulatorkühlkreislauf.

Der Batteriekühlkreislauf 10 umfasst auch eine Kühleinrichtung 11 (z. B. einen Kühler mit Lüfter) und eine Pumpe 13. Das Kühlmedium kann z. B. eine Glycol-Wasser-Mischung sein. Der Batteriekühlkreislauf 10 kann auch z. B. einen Expansionstank 14 (z. B. Ausgleichsbehälter) für das Kühlmedium des Batteriekühlkreislauf 10 umfassen.

Des Weiteren kann der Batteriekühlkreislauf 10 zusätzlich zu der Batterieeinrichtung 12 z. B. zumindest eine Elektronikkomponente 15 umfassen und eingerichtet sein, um die Elektronikkomponente 15 zu kühlen. Bei der Elektronikkomponente 15 kann es sich z. B. um Steuerelektronik handeln, insbesondere zum Steuern der Batterieeinrichtung 12. Alternativ oder ergänzend kann die Elektronikkomponente 15 aber auch einen Stromrichter (z. B. Wechselrichter) umfassen, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage.

In Figur 2 ist die Elektronikkomponente 15 beispielhaft zwischen der Kühleinrichtung 11 und der Batterieeinrichtung 12 eingezeichnet. Die Elektronikkomponente 15 kann aber auch z. B. zwischen der Pumpe 13 und der Batteriereinrichtung 12 oder an anderer geeigneter Stelle angeordnet sein.

Das Kühlsystem 100 umfasst auch einen zweiten Kreislauf 20, der weiter unten näher erläutert wird.

Das Kühlsystem 100 umfasst auch einen dritten Kreislauf 30 (zweckmäßig Kältekreislauf). Der dritte Kreislauf 30 kann z. B. einen Kompressor und/oder einen Kondensator aufweisen, die in Figur 2 schematisch unter dem Bezugszeichen 32 zusammengefasst sind.

Der dritte Kreislauf 30 ist über einen ersten Wärmetauscher X1 (z. B. einen Chiller, insbesondere Verdampfer) mit dem zweiten Kreislauf 20 thermisch verbunden und über einen zweiten Wärmetauscher X2 (z. B. einen Chiller, insbesondere Verdampfer) mit dem Batteriekühlkreislauf 10 thermisch verbunden, vorzugsweise sodass der dritte Kreislauf 30 zur Erzeugung und/oder zur Bereitstellung von Kälteleistung (zweckmäßig Kälte) für den Batteriekühlkreislauf 10 und den zweiten Kreislauf 20 nutzbar ist.

Der dritte Kreislauf 30 ist zweckmäßig zwischen den Batteriekühlkreislauf 10 und den zweiten Kreislauf 20 eingebunden.

Der dritte Kreislauf 30 umfasst ein erstes Expansionsorgan 33 (z. B. in Expansionsventil) für den ersten Wärmetauscher X1 und ein zweites Expansionsorgan 31 (z. B. in Expansionsventil) für den zweiten Wärmetauscher X2.

Der Kompressor und/oder der Kondensator sind zweckmäßig mit ersten Wärmetauscher X1 und seinem vorgeschalteten Expansionsorgan 33 wirkverbunden und zweckmäßig mit dem zweiten Wärmetauscher X2 und seinem vorgeschalteten Expansionsorgan 31 wirkverbun- den.

Der erste Wärmetauscher X1 und der zweite Wärmetauscher X2 sind im dritten Kreislauf 30 insbesondere parallel geschaltet. Bei dem Batteriekühlkreislauf 10 und dem dritten Kreislauf 30 kann es sich im Prinzip z. B. um eine herkömmliche Batteriekühlanordnung handeln. Damit sind vorteilhaft bereits alle zur Erzeugung von Kälteleistung erforderlichen Komponenten (insbesondere Kompressor und/oder Kondensator) eines aktiven Kältekreislaufs vorhanden und müssen somit vorteilhaft nicht noch einmal verbaut oder ggf. sogar elektrisch betrieben werden.

Das Kühlsystem 100 umfasst Leistungselektronik 21 , vorzugsweise zumindest ein Steuergerät und/oder zumindest einen Rechner (z. B. zumindest ein Chip, Prozessor etc.), vorzugsweise zur Datenverarbeitung zum autonomen oder teilautonomen Fahren des Kraftfahrzeugs.

Der zweite Kreislauf 20 (zweckmäßig Kühlkreislauf) dient insbesondere zum Kühlen der Leistungselektronik 21 und/oder zur Kühlmitteltemperierung zum Vermeiden einer Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik 21 . Der zweite Kreislauf 20 dient zweckmäßig zum Führen eines (z. B. flüssigen oder gasförmigen) Kühlmittels (z. B. Glycol-Wasser-Mi- schung).

Der zweite Kreislauf 20 kann z. B. einen Expansionstank 50 (z. B. Ausgleichsbehälter) für das Kühlmittel des zweiten Kreislaufs 20 umfassen.

Eine Besonderheit ist, dass der zweite Kreislauf 20 ein Ventil 22 zur Kühlmitteltemperierung zum Vermeiden einer Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik 21 umfassen kann. Das Ventil 22 ist vorzugsweise ein 3-Wegeventil. Es kann z. B. zumindest drei Anschlüsse 22.1 , 22.2, 22.3 aufweisen und/oder zumindest zwei Schaltstellungen aufweisen und z. B. als ein 3/2-Wegeventil ausgeführt sein. Insbesondere kann das Ventil 22 zum Zusammenführen von unterschiedlich temperiertem Kühlmittel eingerichtet sein.

Der zweite Kreislauf 20 kann auch eine optionale Kühleinrichtung 24 aufweisen, z. B. einen Kühler mit Lüfter.

Der zweite Kreislauf 20 umfasst einen ersten Leitungsabschnitt A und einen zweiten Leitungsabschnitt B. Der erste Leitungsabschnitt A erstreckt sich zweckmäßig stromaufwärts der Leistungselektronik 21 zwischen dem ersten Wärmetauscher X1 und der Leistungselektronik 21 .

Der zweite Leitungsabschnitt B erstreckt sich zweckmäßig stromabwärts der Leistungselektronik 21 zwischen der Leistungselektronik 21 und dem ersten Wärmetauscher X1 und/oder der Kühleinrichtung 24.

Die Leistungselektronik 21 und der erste Wärmetauscher X1 können somit z. B. zwischen dem ersten Leitungsabschnitt A und dem zweiten Leitungsabschnitt B positioniert sein, sodass der erste Leitungsabschnitt A einem Leitungsabschnitt stromaufwärts der Leistungselektronik 21 und stromabwärts des ersten Wärmetauschers X1 entspricht und/oder der zweite Leitungsabschnitt B einem Leitungsabschnitt stromabwärts der Leistungselektronik 21 und stromaufwärts des ersten Wärmetauschers X1 entspricht.

Ein dritter Leitungsabschnitt C des zweiten Kreislaufs 20 ist eingerichtet, um eine Bypassleitung zu bilden und z. B. den zweiten Leitungsabschnitt B mit dem Ventil 22 zu verbinden, um Kühlmittel unter Umgehung der Kühleinrichtung 24 und/oder des ersten Wärmetauschers X1 zum Ventil 22 und/oder in den ersten Leitungsabschnitt A zu führen und vorzugsweise somit zurück zur Leistungselektronik 21. Das Ventil 22 ist zweckmäßig in den ersten Leitungsabschnitt A und den dritten Leitungsabschnitt C integriert.

Der dritte Leitungsabschnitt C zweigt an einer Abzweigstelle 25 vom zweiten Leitungsabschnitt B ab. Die Abzweigstelle 25 ist stromabwärts der Leistungselektronik 21 und z. B. stromaufwärts der Kühleinrichtung 24 und/oder des ersten Wärmetauschers X1 positioniert.

Die Kühleinrichtung 24 ist vorzugsweise in den zweiten Leitungsabschnitt B integriert und/oder stromabwärts der Abzweigstelle 25 und z. B. stromaufwärts des ersten Wärmetauschers X1 positioniert.

Der zweite Kreislauf 20 umfasst auch eine Pumpe 23, die zweckmäßig in den ersten Leitungsabschnitt A integriert sein kann. Die Pumpe 23 kann z. B. stromaufwärts der Leistungselektronik 21 und stromabwärts des Ventils 22 und/oder stromabwärts des ersten Wärmetauschers X1 in den zweiten Kreislauf 20 integriert sein.

Das Kühlmittel des zweiten Kreislaufs 20 kann insbesondere Wärme von der Leistungselektronik 21 aufnehmen und die Wärme zur Kühlmitteltemperierung zum Vermeiden einer Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik 21 nutzen, vorzugsweise in Kombination mit mittels des ersten Wärmetauschers X1 und/oder der Kühleinrichtung 24 gekühltem Kühlmittel.

Das Ventil 22 umfasst einen ersten Eingang 22.1 , der mittels eines ersten Teilabschnitts A1 des ersten Leitungsabschnitts A mit einem Ausgang des ersten Wärmetauschers X1 verbunden ist.

Das Ventil 22 umfasst einen zweiten Eingang 22.2, der mittels des dritten Leitungsabschnitts C mit dem zweiten Leitungsabschnitt B verbunden ist.

Das Ventil 22 umfasst einen Ausgang 22.3, um in Abhängigkeit von Ventil-Schaltstellungen zur Kühlmitteltemperierung (zweckmäßig mittels der Leistungselektronik 21 aufgewärmtes und/oder mittels des Batteriekühlkreislaufs 10 und/oder der Kühleinrichtung 24 gekühltes) Kühlmittel über einen zweiten Teilabschnitt A2 des ersten Leitungsabschnitts A zur Leistungselektronik 21 weiterzuleiten.

Der erste Eingang 22.1 und/oder der zweite Eingang 22.2 und optional der Ausgang 22.3 kann z. B. eine Öffnungsstellung aufweisen, in der er vollständig geöffnet ist, eine Schließstellung aufweisen, in der er vollständig geschlossen ist, und/oder zumindest eine Zwischenstellung aufweisen, in der er teilweise geöffnet ist.

Das Ventil 22 kann unterschiedliche Schaltstellungen aufweisen, um von der Leistungselektronik 21 erwärmtes Kühlmittel (zweckmäßig mittels des zweiten Eingangs 22.2) und vom Batteriekühlkreislauf 10 und/oder der Kühleinrichtung 24 gekühltes Kühlmittel (zweckmäßig mittels des ersten Eingangs 22.1) zur Kühlmitteltemperierung wahlweise durchzulassen und/oder zu sperren.

Das Ventil 22 kann z. B. eine Schaltstellung aufweisen, in der der erste Eingang 22.1 vollständig geschlossen ist und der zweite Eingang 22.2 vollständig oder teilweise geöffnet ist, vorzugsweise so, dass (insbesondere von der Leistungselektronik 21 aufgewärmtes) Kühlmittel zwischen dem Ausgang 22.3, der Leistungselektronik 21 und dem zweiten Eingang 22.2 zirkulieren kann, aber ein Zufluss von Kühlmittel über den ersten Eingang 22.1 und vorzugsweise somit von der Kühleinrichtung 24 und/oder von dem ersten Wärmetauscher X1 verhindert werden kann. Dadurch kann ein („kleiner“) Kreislaufmodus ermöglicht werden, der die Leistungselektronik 21 , das Ventil 22 (nämlich den vorzugsweise vollständig oder teil- weise geöffneten zweiten Eingang 22.2) und vorzugsweise die Pumpe 23 umfasst, insbesondere bei geschlossenem ersten Eingang 22.1 und somit unter Umgehung bzw. Ausschluss der Kühleinrichtung 24 und/oder des ersten Wärmetauschers X1 .

Das Ventil 22 kann z. B. eine Schaltstellung aufweisen, in der der erste Eingang 22.1 teilweise geöffnet ist und der zweite Eingang 22.2 vollständig oder teilweise geöffnet ist, vorzugsweise so, dass (insbesondere von der Leistungselektronik 21 aufgewärmtes) Kühlmittel zwischen dem Ausgang 22.3, der Leistungselektronik 21 und dem zweiten Eingang 22.2 zirkulieren kann, aber auch ein Zufluss von (insbesondere mittels des Batteriekühlkreislaufs 10 und/oder der Kühleinrichtung 24 gekühltes) Kühlmittel über den ersten Eingang 22.1 und vorzugsweise somit von der Kühleinrichtung 24 und/oder dem ersten Wärmetauscher X1 zugelassen wird. Dadurch kann z. B. ein Kreislaufmodus ermöglicht werden, der die Leistungselektronik 21 , das Ventil 22 (nämlich vorzugsweise den ersten zumindest teilweise geöffneten Eingang 22.1 und den zweiten zumindest teilweise geöffneten Eingang 22.2) und die Kühleinrichtung 24 und/oder den ersten Wärmetauscher X1 und z. B. die Pumpe 23 umfasst.

Das Ventil 22 kann z. B. eine Schaltstellung aufweisen, in der der erste Eingang 22.1 vollständig geöffnet ist, vorzugsweise so, dass (insbesondere mittels des Batteriekühlkreislaufs 10 und/oder der Kühleinrichtung 24 gekühltes) Kühlmittel zwischen dem Ausgang 22.3, der Leistungselektronik 21 und dem ersten Eingang 22.1 zirkuliert, und in der der zweite Eingang 22.2 vollständig geschlossen ist oder nur teilweise und/oder intermittierend geöffnet wird. Dadurch kann ein („großer“) Kreislaufmodus ermöglicht werden, der die Leistungselektronik 21 , das Ventil 22 (nämlich vorzugsweise den vollständig geöffneten ersten Eingang 22.1) und die Kühleinrichtung24 und/oder den ersten Wärmetauscher X1 und z. B. die Pumpe 23 umfasst, vorzugsweise bei im Wesentlichen geschlossenem zweiten Eingang 22.2.

Das Ventil 22 kann z. B. ein Thermostatventil sein und/oder ein zur Kühlmitteltemperierung sich selbst einstellendes Ventil sein. Das Ventil 22 kann z. B. ein nicht elektronisch gesteuertes und/oder geregeltes Ventil sein.

Das Ventil 22 kann insbesondere ein auf Temperaturschwankungen reagierendes Dehnmaterial oder Dehnfluid umfassen, vorzugsweise um einen Kühlmittel-Durchfluss zu beeinflussen.

Das Ventil 22 kann z. B. zur Temperatur-Festwertsteuerung eingerichtet sein, um die Kühlmitteltemperatur für die Leistungselektronik 21 in einem vorbestimmten Temperaturbereich zu halten. Eine Besonderheit ist, dass die Pumpe 23 eingerichtet sein kann, um, z. B. zur Kühlmitteltemperierung zum Vermeiden einer Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik 21 , einen Kühlmittel-Wärmestrom oder Kühlmittel-Volumenstrom zu verändern, vorzugsweise wahlweise zu erhöhen und/oder zu reduzieren.

Im Kontext der Erfindung ist es insbesondere möglich, Kälte- und/oder Kühlleistung (zweckmäßig Kälte und/oder Kühle) für den zweiten Kreislauf 20 zu erzeugen, insbesondere unter Einbeziehung des Batteriekühlkreislaufs 10 und/oder des dritten Kreislaufs 30.

Im Kontext der Erfindung ist es insbesondere möglich, dass der zweite Kreislauf 20, das Ventil 22 und/oder die Pumpe 23 zur Kühlmitteltemperierung eingerichtet sind, um eine Kondensatbildung an oder in der Leistungselektronik 21 zu vermeiden, insbesondere weil dadurch eine Temperatur an oder in der Leistungselektronik 21 zweckmäßig im Wesentlichen über einer Taupunkttemperatur gehalten werden kann.

Das Ventil 22 kann insbesondere auch ein elektrisches Ventil sein, insbesondere ein elektronisch gesteuertes und/oder geregeltes Ventil.

Das Kühlsystem 100 kann eine (in den Figuren nicht gezeigte) elektronische Steuer- und/oder Regeleinrichtung umfassen.

Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung ist zweckmäßig eingerichtet, um das Ventil 22 und/oder die Pumpe 23 in Abhängigkeit von zumindest einem von folgendem zu steuern und/oder zu regeln: einer Temperatur und/oder einer Feuchtigkeit einer Umgebungsluft der Leistungselektronik 21 , einer Temperatur an oder in der Leistungselektronik 21 , einer Kühlmittel-Temperatur des zweiten Kreislaufs 20 (z. B. stromaufwärts und/oder stromabwärts der Leistungselektronik 21), einer Kältemittel-Temperatur des dritten Kreislaufs 30 und/oder einer Kühlmedium-Temperatur des Batteriekühlkreislaufs 10. Zur jeweiligen Temperaturerfassung kann z. B. eine geeignete Sensorik genutzt werden.

Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung kann z. B. eingerichtet sein, um einen Abgleich mit zumindest einer Taupunktkurve auszuführen und/oder um die Kühlmittel-Temperatur für die Leistungselektronik 21 in einem vorbestimmten Temperaturbereich zu halten.

Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung kann z. B. einen Teil der Leistungselektronik 21 bilden und somit vorzugsweise vom zweiten Kreislauf 20 kühlbar sein. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung kann aber auch zusätzlich zur Leistungselektronik 21 zur Verfügung gestellt sein und vom zweiten Kreislauf 20 entkoppelt sein. Der Batteriekühlkreislauf 10 ist zweckmäßig ein geschlossener Niedertemperatur-Kreislauf, dessen Kühlmedium (insbesondere Glycol-Wasser-Mischung) z. B. flüssig ist.

Der zweite Kreislauf 20 ist zweckmäßig ein geschlossener Hochtemperatur-Kreislauf, dessen Kühlmittel (insbesondere Glycol-Wasser-Mischung) z.B. flüssig ist. Der dritte Kreislauf 30 ist zweckmäßig ein geschlossener Kältekreislauf, dessen (insbesondere flüssiges) Kältemittel im Betrieb eine Aggregatsänderung erfährt.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Darüber hinaus beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Merkmalen und Ansprüchen.

Bezugszeichenliste

10 Batteriekühlkreislauf

11 Kühleinrichtung, vorzugsweise Kühler mit Lüfter

12 Batterieeinrichtung, vorzugsweise Akkueinrichtung

13 Pumpe, insbesondere des Batteriekühlkreislaufs

14 Expansionstank

15 zumindest eine Elektronikkomponente

20 zweiter Kreislauf, vorzugsweise Kühlkreislauf

21 Leistungselektronik

22 Ventil, vorzugsweise zur Kühlmitteltemperierung

22.1 erster Eingang

22.2 zweiter Eingang

22.3 Ausgang

23 Pumpe

24 Kühleinrichtung, vorzugsweise Kühler mit Lüfter

25 Abzweigstelle

A erster Leitungsabschnitt, vorzugsweise stromaufwärts der Leistungselektronik und stromabwärts des ersten Wärmetauschers und/oder der Kühleinrichtung 24

A1 erster Teilabschnitt

A2 zweiter Teilabschnitt

B zweiter Leitungsabschnitt, vorzugsweise stromabwärts der Leistungselektronik und stromaufwärts des ersten Wärmetauschers und/oder der Kühleinrichtung 24 C dritter Leitungsabschnitt, vorzugsweise Bypassleitung zur Umgehung der Kühleinrichtung 24und/oder des ersten Wärmetauschers

30 dritter Kreislauf, vorzugsweise Kältekreislauf

31 Expansionsorgan für zweiten Wärmetauscher 32 Kondensator und/oder Verdichter

33 Expansionsorgan für ersten Wärmetauscher

X1 erster Wärmetauscher, vorzugsweise Chiller

X2 zweiterWärmetauscher, vorzugsweise Chiller,

50 Expansionstank t Kühlmittel-Temperatur

100 Kühlsystem