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Title:
DISTRIBUTION MODULE FOR A THERMAL MANAGEMENT SYSTEM, SYSTEM COMPRISING A HEAT PUMP HAVING A DISTRIBUTION MODULE, AND VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/078800
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a heat pump for a vehicle, comprising a distribution module for a thermal management system, comprising at least two coolant modules (111, 112, 113) for conducting coolant and a coolant pump (130), wherein the coolant modules and the coolant pump are arranged along an arrangement direction (A) of the distribution module; wherein the distribution module is designed such that, on the first side, at least one evaporator (161) and a condenser (162) of a thermal management system are arranged on at least one of the coolant modules and one of the coolant lines, and a compressor (163) of the thermal management system, on the first side or on a second side, is arranged on at least one of the coolant modules and one of the coolant lines, wherein the coolant modules each have at least one valve and a plurality of coolant interfaces.

Inventors:
ROHM AXEL (DE)
KRING JOEL (DE)
GROSSGEBAUER UWE (DE)
GIERLING DETLEF (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/074945
Publication Date:
April 18, 2024
Filing Date:
September 12, 2023
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
B60H1/00; B60H1/32
Domestic Patent References:
WO2021048095A12021-03-18
Foreign References:
JP2014218211A2014-11-20
US20190039440A12019-02-07
US20120210746A12012-08-23
EP3790141A12021-03-10
DE102020113711A12021-02-25
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Claims:
Patentansprüche

1 . Verteilermodul (100) für ein Thermomanagementsystem, umfassend: zumindest zwei Kühlmittelmodule (1 11 , 112, 113) zum Leiten von Kühlmittel und eine Kühlmittelpumpe (130) zum Pumpen von Kühlmittel durch die Kühlmittelmodule (111 , 112, 113), wobei die Kühlmittelmodule (1 11 , 112, 1 13) und die Kühlmittelpumpe (130) entlang einer Anordnungsrichtung (A) des Verteilermoduls (100) angeordnet sind; eine Vielzahl an Kältemittelleitungen (150) zum Leiten von Kältemittel, wobei sich das Verteilermodul (100) in einer senkrecht zu der Anordnungsrichtung (A) verlaufenden Kopplungsrichtung (K) von einer ersten (I) zu einer zweiten (II) Seite erstreckt, wobei das Verteilermodul (100) derart ausgebildet ist, dass auf der ersten Seite (I) zumindest ein Verdampfer (161 ) und ein Kondensator (162) eines Thermomanagementsystems an zumindest einem von einem der Kühlmittelmodule (111 , 112, 113) und einer der Kältemittelleitungen (150) anordenbar sind und ein Verdichter (163) des Thermomanagementsystems auf der ersten Seite (I) oder auf der zweiten (II) Seite an zumindest einem von einem der Kühlmittelmodule (1 11 , 112, 1 13) und einer der Kältemittelleitungen (150) anordenbar ist, wobei die Kältemittelleitungen (150) mit dem Verdampfer (161 ), dem Kondensator (162) und dem Verdichter (163) zum Ausbilden eines Kältemittelkreislaufs verbindbar sind, wobei die Kühlmittelmodule (1 11 , 112, 1 13) jeweils zumindest ein Ventil und eine Vielzahl an Kühlmittelschnittstellen (190, 191 ) aufweisen, die mit Kühlmittelleitungen, dem Verdampfer (161 ) und dem Kondensator (162) zum Ausbilden eines Kühlmittelkreislaufs verbindbar sind.

2. Verteilermodul (100) nach Anspruch 1 , wobei die Kühlmittelmodule (1 11 , 112, 1 13) und/oder die Kältemittelpumpe (130) zylinderförmig ausgebildet sind, sich entlang einer Erstreckungsrichtung (E) erstrecken und eine senkrecht zu der Erstreckungsrichtung (E) ausgebildete Zylindergrundfläche aufweisen, wobei die Erstreckungsrichtung (E) senkrecht zu den Anord- nungs- und Kopplungsrichtungen (A, K) ist.

3. Verteilermodul (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vielzahl an Kältemittelleitungen (150) auf der ersten Seite (I) an zumindest einem der Kühlmittelmodule (1 11 , 112, 1 13) oder zwischen den Kühlmittelmodulen (111 , 112, 113) angeordnet sind, und/oder wobei die zwischen den Kühlmittemodulen (111 , 112, 113) angeordneten Kältemittelleitungen (150) angeordnet und dazu ausgebildet sind, Kältemittel von der ersten Seite (I) zu der zweiten Seite (II) und/oder der zweiten Seite (II) zu der ersten Seite (I) zu leiten, wobei sich die zwischen den Kühlmittemodulen (1 11 , 112, 1 13) angeordneten Kältemittelleitungen (150) insbesondere im Wesentlichen entlang der Kopplungsrichtung (K) erstrecken.

4. Verteilermodul (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zwischen den Kühlmittelmodulen (111 , 112, 113) angeordneten Kältemittelleitungen (150) einen Außendurchmesser aufweisen, der kleiner gleich oder kleiner einem Minimalabstand (M) entlang der Anordnungsrichtung (A) zwischen den Kühlmittelmodulen (111 , 112, 113) und/oder zwischen einem der Kühlmittelmodule (111 , 112, 113) und der Kühlmittelpumpe (130) ist.

5. Verteilermodul (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kühlmittelmodule (1 11 , 112, 1 13) eine vorbestimmte Modullänge aufweisen, die sich entlang der Kopplungsrichtung (K) erstreckt, wobei die zwischen den Kühlmittelmodulen (111 , 112, 113) angeordneten Kältemittelleitungen (150) eine vorbestimmte Leitungslänge aufweisen, die sich entlang der Kopplungsrichtung (K) erstreckt, wobei die Leitungslänge gleich, größer gleich oder größer der Modullänge ist.

6. Verteilermodul (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei sich die Kühlmittelmodule (111 , 112, 113) von einem unteren Endabschnitt zu einem oberen Endabschnitt entlang der Erstreckungsrichtung erstrecken, wobei eine Ventilbetätigung (121 , 122, 123) des jeweiligen Ventils in dem oberen Endabschnitt ausgebildet ist und/oder den oberen Endabschnitt ausbildet.

7. Verteilermodul (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend: eine Trägerplatte (170) mit einer Oberseite und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite, die sich im Wesentlichen innerhalb einer senkrecht zu der Erstreckungsrichtung (E) angeordneten Ebene erstreckt, wobei die unteren Endabschnitte der Kühlmittelmodule (111 , 112, 113) auf der Oberseite der Trägerplatte (170) angeordnet sind, wobei die Trägerplatte (170) insbesondere dazu ausgebildet ist, zumindest eines von dem Verdampfer (161 ), dem Kondensator (162) und dem Verdichter (163) in einem an das Verteilermodul (100) angeordneten Zustand zu stützen.

8. Verteilermodul (100) nach Anspruch 7, wobei die Trägerplatte (170) zum Stützen des Verdichters (163) eine Auflagefläche (171 ) aufweist, die eine Außenkontur des Verdichters (163) zumindest abschnittsweise nachbildet und derart ausgebildet ist, dass der Verdichter (163) auf der Auflagefläche (171 ) anordenbar ist.

9. Verteilermodul (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest eines der Kühlmittelmodule (1 11 , 112, 113) Kühlmittelschnittstellen (190, 191 ) der Vielzahl an Kühlmittelschnittstellen (190, 191 ) auf der ersten (I) und/oder der zweiten (II) Seite aufweisen, wobei die Kühlmittelschnittschnellen (190, 191 ) auf der ersten (I) und/oder der zweiten (II) Seiten entlang der Erstreckungsrichtung (E) einen vorbestimmten Abstand zwischen zwei benachbarten Kühlmittelstellen (190, 191 ) der Kühlmittelschnittstellen (190, 191 ) aufweisen.

10. Verteilermodul (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend: ein Pumpengehäuse mit einem abnehmbaren Pumpengehäusedeckel, wobei das Pumpengehäuse zum Aufnehmen der Kühlmittelpumpe (130) ausgebildet ist, und/oder ein Verdichtergehäuse mit einem abnehmbaren Verdichtergehäusedeckel, wobei das Verdichtergehäuse zum Aufnehmen des Verdichters (163) ausgebildet ist, wobei das Verdichtergehäuse insbesondere auf der ersten Seite (I) an zumindest einem der Kühlmittelmodule (1 11 , 112, 113) angeordnet ist.

11 . Verteilermodul (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend: zumindest ein Zusatzmodul (220) mit einem von einem Trockner, einem Kältemittelreservoir oder einem Ölabscheider, das mit dem Kältemittelkreislauf koppelbar ist, wobei das zumindest eine Zusatzmodul (220) insbesondere entlang der Anordnungsrichtung vor oder nach den Kühlmittelmodulen angeordnet ist.

12. Verteilermodul (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kühlmittelmodule (1 11 , 112, 1 13), die Kühlmittelpumpe (130), das Pumpengehäuse, das Verdichtergehäuse und/oder das Zusatzmodul (220) eine maximale Höhe entlang der Erstreckungsrichtung aufweisen, insbesondere derart, dass die maximale Höhe einer Höhe des nacheinander anordenbaren Kondensators (162) und/oder Verdampfers (161 ) oder einer Gesamthöhe des stapelbaren Kondensators (162) und Verdampfers (161 ) entspricht.

13. Verteilermodul (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend: eine Steuerung, die zum Steuern zumindest eines von der Kühlmittelpumpe (130), zumindest einem der Ventile der Kühlmittelmodule (111 , 112, 113), dem Expansionsventil, dem Verdichter (163), dem Verdampfer (161 ), dem Kondensator (162) und dem Zusatzmodul eingerichtet ist, wobei die Steuerung insbesondere in dem Pumpengehäuse angeordnet ist.

14. System, umfassend eine Wärmepumpe mit zumindest einem von einem Verdampfer (161 ), einem Kondensator (162) und einem Verdichter (163) und ein Verteilermodul (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Wärmepumpe an dem Verteilermodul (100) angeordnet ist.

15. System nach Anspruch 14, wobei der Kältemittelkreislauf mit natürlichem Kältemittel, insbesondere Propan R-290, Propen R-1270, Kohlendioxid R-744 oder Butan R-600, R-600a betreibbar ist.

16. System nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei die Wärmepumpe einen elektrischen Verdichtermotor für den Verdichter umfasst, der dazu ausgebildet ist, mit Hochspannung betreibbar zu sein, wobei die Hochspannung mehr als 350V, insbesondere mindestens 600V aufweist.

17. Fahrzeug (300), umfassend ein Verteilermodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder ein System nach einem der Ansprüche 14 bis 16.

Description:
Verteilermodul für ein Thermomanagementsystem, System umfassend eine Wärmepumpe mit einem Verteilermodul, und Fahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verteilermodul, ein System umfassend eine Wärmepumpe mit einem solchen Verteilermodul und ein Fahrzeug mit einem solchen System und/oder einem solchen Verteilermodul.

Elektrofahrzeuge benötigen ein Kühlsystem, um die Verlustleistungen, die in den Aggregaten (Batterie, E-Maschine; Untersetzungsgetriebe; Lager, etc.) und elektronischen Komponenten (Inverter, DC/DC-Wandler, DC-AC-Wandler, etc.) im Betrieb und beim Laden der Batterie anfallen, abzuführen.

Die Fahrzeuge weisen hierbei meist mehrere Kühlkreise auf, die zum Teil miteinander gekoppelt werden können, um ein Thermomanagement-System zu bilden. In der Regel ist ein Kühlmittelkreis mit Wasser-Glykol-Basis vorhanden, über den die Verlustwärme an die Umgebung abgeführt wird. Ein weiterer Kreis umfasst eine Wärme- pumpe/Klimaanlage zur Klimatisierung des Fahrgastraums oder/und zur Unterstützung der Wärmeabfuhr aus den Komponenten. Ein dritter Kreis ist in manchen Fahrzeugen zur Wärmeabfuhr aus dem Schmier- und Kühlölsystem eines Getriebes des Fahrzeugs vorgesehen.

Zur Steuerung der Wärmeströme sind Einrichtungen erforderlich, die die Fluidströme in unterschiedliche Richtungen lenken bzw. unterschiedlichen Kreisen zuordnen.

Üblich sind magnetbetätigte Ventile in 2/3 bzw. 2/4 oder 3/4-Wege-Ausführungen, die in unterschiedlichen Kombinationen verschaltet werden, um die vorgesehenen Kühlmittelkreise darzustellen.

Weiterhin bekannt sind Ausführungen in Form von Drehschieberventilen mit Schrittmotoransteuerung, die die Verschaltungen der Kreise ermöglichen.

E-Antriebe benötigen eine intelligente Verteilung der Energie, um die verfügbare Batteriekapazität effizient auszunutzen. Dafür ist ein Thermomanagement-System sinnvoll, welches die Verteilung der Energie entsprechend den Anforderungen sicherstellt, indem den Komponenten bedarfsgerecht entsprechend temperiertes Kühlmittel zugeführt wird, um diese entweder zu heizen oder zu kühlen.

Zur Umwälzung des Kühlmittels sind meist mehrere Kreiselpumpen in den Kreisen angeordnet. Die Verschaltung der Kreise kann mittels der Kombination einzelner Ventile erreicht werden oder durch ein Drehschiebersystem. Beides erfordert einen entsprechend großen Bauraum und/oder sehr hohen Montageaufwand, um die Leitungsstränge zu verbinden. Eine Wärmepumpe ist meist vorgesehen, die über Wasser-Wärmetauscher mit den Kühlmittelkreisen in thermischer Kopplung eingebunden ist.

DE 10 2020 113 711 A1 beschreibt ein Wärmemanagementmodul, das in einem integrierten Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug verwendet wird. Das Wärmemanagementmodul umfasst erste bis vierte Pumpen und erste bis siebte Ventile zur Regelung von Kühlmittel- und Kältemittelströmen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verteilermodul für ein Thermomanagementsystem, ein System und ein Fahrzeug bereitzustellen, die einen oder mehrere der zuvor genannten Nachteile beheben und/oder zumindest verbessern. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verteilermodul für ein Thermomanagementsystem, ein System und ein Fahrzeug bereitzustellen, die den Installationsaufwand einer Wärmepumpe und der verschiedenen zugehörigen Leitungen reduziert, eine schnelle Installation erlaubt, einen benötigten Bauraum, insbesondere in einem Fahrzeug für eine Wärmepumpe reduziert, ein Gewicht für die Schnittstelle zwischen Wärmepumpe und Kühlmittelkreisen reduziert, einen Prüfaufwand für eine Wärmepumpe reduziert und/oder eine Sicherheit der Schnittstelle erhöht.

Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt durch ein Verteilermodul für ein Thermomanagementsystem gelöst, umfassend zumindest zwei Kühlmittelmodule zum Leiten von Kühlmittel und eine Kühlmittelpumpe zum Pumpen von Kühlmittel durch die Kühlmittelmodule, wobei die Kühlmittelmodule und die Kühlmittelpumpe entlang einer Anordnungsrichtung angeordnet sind. Die Kühlmittelmodule und die Kühlmittelpumpe können einen Minimalabstand zwischen sich entlang der Anordnungsrichtung des Verteilermoduls aufweisen. Das Verteilermodul umfasst weiter eine Vielzahl an Kältemittelleitungen zum Leiten von Kältemittel. Die Vielzahl an Kältemittelleitungen kann auf einer ersten Seite an zumindest einem der Kühlmittelmodule oder zwischen den Kühlmittelmodulen angeordnet sein. Das Verteilermodul, insbesondere die Kühlmittelmodule erstrecken sich in einer senkrecht zu der Anordnungsrichtung verlaufenden Kopplungsrichtung von der ersten zu einer zweiten Seite. Das Verteilermodul ist derart ausgebildet, dass auf der ersten Seite zumindest ein Verdampfer und ein Kondensator des Thermomanagementsystems, insbesondere einer Wärmepumpe des Thermomanagementsystems an zumindest einem von einem der Kühlmittelmodule und einer der Kältemittelleitungen anordenbar sind und ein Verdichter des Thermomanagementsystems, insbesondere der Wärmepumpe auf der ersten Seite oder auf der zweiten Seite an zumindest einem von einem der Kühlmittelmodule und einer der Kältemittelleitungen anordenbar ist. Die Kältemittelleitungen sind mit dem Verdampfer, dem Kondensator und dem Verdichter zum Ausbilden eines Kältemittelkreislaufs verbindbar. Die Kühlmittelmodule weisen jeweils zumindest ein Ventil und eine Vielzahl an Kühlmittelschnittstellen auf, die mit Kühlmittelleitungen, dem Verdampfer und dem Kondensator zum Ausbilden eines Kühlmittelkreislaufs verbindbar sind.

Das Verteilermodul ist folglich derart ausgebildet, dass die Kühlmittelleitungen, insbesondere eines Fahrzeugs mit den Kühlmittelmodulen über die Kühlmittelschnittstellen verbindbar sind. Die Kühlmittelleitungen können Kühlmittel von mit Kühlmittel zu versorgenden Einheiten des Fahrzeugs zu dem Verteilermodul und/oder von dem Verteilermodul zu den Einheiten leiten. Die Kühlmittelmodule sind weiter mittels der Kühlmittelschnittstellen mit dem Kondensator und dem Verdampfer verbindbar, um den Kühlmittelkreislauf auf einfache Art und Weise zu ermöglichen. Weiter kann der Kältemittelkreislauf durch das Anordnen des Kondensators, des Verdampfers und des Verdichters an dem Verteilermodul, insbesondere den Kühlmittelmodulen auf einfache Art und Weise bereitgestellt werden. Dazu kann der Verdampfer, der Kondensator und der Verdichter auf der ersten bzw. zweiten Seite an die bereitgestellten Kältemittelleitungen angeschlossen werden. Die Kältemittelleitungen können druckfest ausgebildet sein. Die Kältemittelleitungen können aus einem Metall und/oder einem Stoffgemisch umfassend zumindest ein Metall bereitgestellt sein, sodass diese im Vergleich zu flexiblen Leitungen eine längere Lebensdauer aufweisen. Der Kühlmittelkreislauf kann durch die bereitgestellten Ventile geschaltet und/oder geregelt werden. Durch die Anordnung des Verdampfers als einen Wärmetauscher und des Kondensators als einen weiteren Wärmetauscher des Thermomanagementsystems, insbesondere der Wärmepumpe an der ersten Seite der Kühlmittelmodule kann ein Wärmeenergieaustausch zwischen dem Kältemittel und dem Kühlmittel erfolgen.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Kältemittelleitungen relativ kurz ausgebildet sein können, da der Verdampfer, der Kondensator und der Verdichter auf der ersten Seite angeordnet sind oder der Verdichter auf der zweiten Seite angeordnet ist. Durch die räumliche Nähe und die kompakte Bauweise des Verteilermoduls wird folglich weniger Kältemittel gebraucht, das in den Kältemittelleitungen geführt wird. Die kürzeren Kältemittelleitungen führen weiter zu einer Reduktion des Gewichts des Verteilermoduls aufgrund des geringeren Gewichts der Kältemittelleitungen und der geringeren Füllmenge.

Das Verteilermodul kann zwei, drei oder mehr Kühlmittelmodule, insbesondere jedoch drei Kühlmittelmodule umfassen.

Das Thermomanagementsystem kann die Wärmepumpe umfassen oder sein. Das Thermomanagementsystem kann ein Thermomanagement eines Fahrzeugs sein.

Die Kühlmittelpumpe kann eine Vielzahl an Kühlmittelpumpenschnittstellen aufweisen, die derart ausgebildet sind, dass die Kühlmittelpumpe mit einem Kühlmittelkreislauf verbindbar ist.

Das Verteilermodul kann Kühlmittelmodulgehäuse aufweisen, die zum Aufnehmen der Kühlmittelmodule ausgebildet sind. Dabei können die Vielzahl an Kühlmittelschnittstellen durch das Kühlmittelmodulgehäuse herausragen, um einen Anschluss von Kühlmittelleitungen an die Kühlmittelschnittstellen zu ermöglichen. Die Kühlmittelschnittstellen können derart ausgebildet sein, dass Kühlmittel durch die Kühlmittelschnittstellen des jeweiligen Kühlmittelmoduls in und aus dem jeweiligen Kühlmodul fließen, insbesondere gepumpt werden kann. Dabei kann der Kühlmittelstrom durch das jeweilige Kühlmittelmodul mittels des jeweiligen Ventils gesteuert werden.

Die Vielzahl an Kühlmittelschnittstellen kann eine Vielzahl an internen Kühlmittelschnittstellen und eine Vielzahl an externen Kühlmittelschnittstellen umfassen. Die Vielzahl an externen Kühlmittelschnittstellen sind dazu ausgebildet, mit Kühlmittelleitungen verbindbar zu sein, welche insbesondere Kühlmittel zu und von Aggregaten und/oder Komponenten des Fahrzeugs, wie einem Motor und einem Fahrgastzellenwärmetauscher leiten. Die Vielzahl an internen Kühlmittelschnittstellen sind dazu ausgebildet, eine Kühlmittelverbindung und/oder -Schnittstelle zwischen den Kühlmittelmodulen, insbesondere den Axialschiebeventilen der Kühlmittelmodule bereitzustellen, um insbesondere die erforderlichen Funktionen und/oder Verschaltungen zu ermöglichen. Je nach Anwendung und/oder Bedarf können die Vielzahl an internen und/oder externen Kühlmittelschnittstellen mit Rohren und/oder Schläuchen verbindbar, blind, verschlossen sein und/oder können entfallen.

Die Kühlmittelpumpe kann dazu eingerichtet sein, zwei, drei oder mehr Kühlmittelkreisläufe zu pumpen. Die Kühlmittelpumpe kann eine, zwei, drei oder mehr Kühlmittelpumpen umfassen, die insbesondere dazu eingerichtet sind, die zwei, drei oder mehr Kühlmittelkreisläufe zu pumpen. Die Kühlmittelpumpe kann einen oder mehrere elektrische Antriebe umfassen.

Die Kühlmittelmodule und/oder die Kühlmittelpumpe können entlang der Anordnungsrichtung derart angeordnet sein, dass diese nacheinander angeordnet sind, insbesondere eine ähnliche bis identische räumliche Orientierung aufweisen.

Der Minimalabstand kann zwischen den einzelnen Kühlmittelmodulen und/oder der Kühlmittelpumpe vorliegen. Die Kühlmittelmodule und/oder die Kühlmittelpumpe können einen vorbestimmten Außendurchmesser entlang der Anordnungsrichtung aufweisen, der insbesondere größer als der Minimalabstand ist. Der Minimalabstand kann basierend auf zumindest einem von dem Außendurchmesser, einem Leergewicht, einem Betriebsgewicht und einer Höhe entlang einer Erstreckungsrichtung der Kühlmittelmodule und/oder Kühlmittelpumpe und den Kältemittelleitungen bestimmt sein. Das Leergewicht kann ein Gewicht der Kühlmittelmodule sein, wenn diese kein Kühlmittel umfassen. Das Betriebsgewicht kann ein Gewicht der Kühlmittelmodule sein, wenn diese zumindest teilweise, insbesondere vollständig mit Kühlmittel gefüllt sind. Die Erstreckungsrichtung ist senkrecht zu der Anordnungs- und Kopplungsrichtung. Sind die Kältemittelleitungen auf der ersten Seite angeordnet, kann der Minimalabstand kleiner sein im Vergleich zu dem Minimalabstand, wenn die Kältemittelleitungen zwischen den Kühlmittelmodulen angeordnet sind, um einen benötigten Bauraum weiter zu reduzieren.

Der Minimalabstand kann 3 mm bis 95 mm, insbesondere 5 mm bis 25 mm sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Minimalabstand zwischen den Kühlmittelmodulen, insbesondere zweier benachbarter Kühlmittelmodule und/oder der Kühlmittelpumpe identisch oder unterschiedlich sein. Beispielsweise kann zwischen zwei benachbarten Kühlmittelmodulen ein erster vorbestimmter Minimalabstand und zwischen einem der Kühlmittelmodule und der Kühlmittelpumpe ein zweiter vorbestimmter Minimalabstand vorliegen, wobei die ersten und zweiten Minimalabstände unterschiedlich zueinander sind. Alternativ oder zusätzlich kann der Minimalabstand zwischen den einzelnen Kühlmittelmodulen unterschiedlich sein und insbesondere in den zuvor genannten Bereichen liegen. Der Minimalabstand kann derart gewählt sein, dass die Kühlmittelmodule und/oder die Kühlmittelpumpen zumindest teilweise aneinander angrenzen. Folglich können Außenflächen der Kühlmittelmodule und/oder der Kühlmittelpumpe zumindest teilweise aneinander angrenzen und/oder in Kontakt miteinander sein.

Die Kältemittelleitungen und/oder die Kühlmittelschnittstellen können zylinderförmig ausgebildet sein. Die Kältemittelleitungen und/oder die Kühlmittelschnittstellen können derart ausgebildet sein, dass der Verdampfer, der Kondensator, der Verdichter bzw. die Kühlmittelleitungen anflanschbar sind. Das Verteilermodul, insbesondere die Kühlmittelmodule oder eine Trägerplatte des Verteilermoduls können Verbindungsschnittstellen aufweisen, die derart ausgebildet sind, dass der Verdampfer, der Kondensator und/oder der Verdichter abnehmbar an den Verbindungsschnittstellen anordenbar sind.

Die Kühlmittelmodule können dazu eingerichtet sein, basierend auf einer Ventilstellung des jeweiligen Ventils zumindest einen Kühlmittelstrom durch die Vielzahl an Kühlmittelschnittstellen zu steuern.

Zumindest eines der Ventile kann ein Schiebeventil, insbesondere ein Axialschiebeventil sein. Axialschiebeventile bieten den Vorteil gegenüber Drehschiebeventilen, dass die Axialschiebeventile unabhängig von der Stellung des Ventils, im Vergleich zu den Drehschiebeventilen, Schaltzustände der Kühlmittelschnittstellen steuern können und damit mehr Flexibilität bieten.

Die Vielzahl an Kühlmittelschnittstellen zumindest eines der Kühlmittelmodule kann zwei, drei, vier, fünf oder mehr Kühlmittelschnittstellen aufweisen. Insbesondere kann die Vielzahl an Kühlmittelschnittstellen zumindest des einen der Kühlmittelmodule vier oder fünf sein. Die Kühlmittelmodule können eine unterschiedliche und/oder identische Vielzahl an Kühlmittelschnittstellen aufweisen. Ein erstes Kühlmittelmodul der Kühlmittelmodule kann vier Kühlmittelschnittstellen und ein zweites Kühlmittelmodul der Kühlmittelmodule kann fünf Kühlmittelschnittstellen aufweisen. Weist das Verteilermodul drei Kühlmittelmodule auf, kann entlang der Anordnungsrichtung betrachtet ein erstes der Kühlmittelmodule fünf, ein zweites der Kühlmittelmodule vier und ein drittes der Kühlmittelmodule fünf Kühlmittelschnittstellen aufweisen.

Die Kühlmittelmodule und/oder die Kältemittel pumpe können zylinderförmig ausgebildet sein, sich entlang der Erstreckungsrichtung erstrecken und eine senkrecht zu der Erstreckungsrichtung ausgebildete Zylindergrundfläche aufweisen. Die Zylindergrundfläche kann parallel zu einer Ebene ausgebildet sein, die durch die Anord- nungs- und Kopplungsrichtung aufgespannt wird. Die Kühlmittelmodule können eine Modullänge entlang der Kopplungsrichtung aufweisen. Die Modullänge kann einem Außendurchmesser entlang der Kopplungsrichtung entsprechen. Die zwischen den Kühlmittemodulen angeordneten Kältemittelleitungen können angeordnet und dazu ausgebildet sein, Kältemittel von der ersten Seite zu der zweiten Seite und/oder der zweiten Seite zu der ersten Seite zu leiten, wobei sich die zwischen den Kühlmittemodulen angeordneten Kältemittelleitungen insbesondere im Wesentlichen entlang der Kopplungsrichtung erstrecken. Diese Anordnung der Kältemittelleitungen ist insbesondere vorteilhaft bei einer Anordnung des Verdichters auf der zweiten Seite. Entsprechend ist es möglich, eine möglichst kurze Kältemittelleitung von dem Verdichter auf der zweiten Seite zu dem Verdampfer und dem Kondensator auf der ersten Seite bereitzustellen.

Die zwischen den Kühlmittelmodulen angeordneten Kältemittelleitungen können entlang der Anordnungsrichtung eine vorbestimmte Leitungsbreite aufweisen, der kleiner gleich oder kleiner dem Minimalabstand zwischen den Kühlmittelmodulen ist. Bei einer zylinderförmigen Ausbildung der Kühlmittelmodule kann die vorbestimmte Modulbreite dem Außendurchmesser dieser entsprechen.

Zumindest die Kühlmittelmodule, die Vielzahl an Kühlmittelschnittstellen und/oder die Kältemittelleitungen können einteilig ausgebildet sein.

Die durch den Minimalabstand voneinander beabstandeten Kühlmittelmodule und/oder die Kühl mittel pumpe können durch eine Verbindungswand verbunden sein, die sich im Wesentlichen entlang der Anordnungsrichtung und der Erstreckungsrichtung erstreckt. Die Verbindungswand kann eine Wandlänge (Wanddicke) aufweisen, die sich entlang der Kopplungsrichtung erstreckt. Die Wandlänge kann kleiner als die Modullänge der Kühlmittelmodule und/oder eine Pumpenlänge der Kühlmittelpumpe sein, wobei sich die Modullänge und die Pumpenlänge entlang der Kopplungsrichtung erstrecken. Die Pumpenlänge kann einem Außendurchmesser der Kühlmittelpumpe entlang der Kopplungsrichtung entsprechen. Bei einer zylinderförmigen Ausbildung der Kühlmittelpumpe und/oder der Kühlmittelmodule kann die Pumpenlänge bzw. die Modullänge dem Außendurchmesser entsprechen. Entsprechend kann ein Materialbedarf für das Verbinden der Kühlmittelmodule und/oder der Kühlmittelpumpe reduziert werden. Die Kühlmittelmodule können die Modullänge aufweisen, die sich entlang der Kopplungsrichtung erstreckt, wobei die zwischen den Kühlmittelmodulen angeordneten Kältemittelleitungen eine vorbestimmte Leitungslänge aufweisen, die sich entlang der Kopplungsrichtung erstreckt, wobei die Leitungslänge gleich, größer gleich oder größer der Modullänge ist. Insbesondere kann die Leitungslänge derart gewählt sein, dass bei einer Anordnung der Kältemittelleitungen zwischen den Kühlmittelmodulen die Kältemittelleitungen auf der erste und/oder zweiten Seite hervorstehen. Die Kältemittelleitungen können die Leitungsbreite aufweisen, die insbesondere kleiner als die Leitungslänge ist.

Die Kühlmittelmodule können sich von einem unteren Endabschnitt zu einem oberen Endabschnitt entlang der Erstreckungsrichtung erstrecken, wobei eine Ventilbetätigung des jeweiligen Ventils in dem oberen Endabschnitt ausgebildet ist und/oder den oberen Endabschnitt ausbildet. Die Ventilbetätigung können Aktuatoren umfassen, wobei diese insbesondere elektrische und/oder magnetische Aktuatoren sein können.

Zumindest eines der Ventile mit Ventilbetätigung kann einen Verschlussdeckel umfassen, der dazu ausgebildet ist, die Ventilbetätigung aufzunehmen. Der Verschlussdeckel kann derart ausgebildet sein, dass dieser eine Länge entlang der Anordnungsrichtung und/oder eine Breite entlang der Kopplungsrichtung aufweist, die der Modullänge und/oder Modulbreite entspricht. Bei einer zylinderförmigen Ausbildung der Kühlmittelmodule kann der Verschlussdeckel zylinderförmig ausgebildet sein. Der Außendurchmesser der Kühlmittelmodule kann größer gleich oder größer einem Außendurchmesser des Verschlussdeckels sein.

Das Verteilermodul kann eine Trägerplatte mit einer Oberseite und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite umfassen, die sich im Wesentlichen innerhalb einer senkrecht zu der Erstreckungsrichtung angeordneten Ebene erstreckt. Die Ober- und Unterseite können parallel zu einer Ebene ausgebildet sein, die durch die Anordnungs- und Kopplungsrichtung aufgespannt wird. Die unteren Endabschnitte der Kühlmittelmodule können auf der Oberseite der Trägerplatte angeordnet sein, insbesondere derart, dass die Ventilbetätigungen auf der gegenüberliegenden Seite zugänglich sind. Die Trägerplatte kann insbesondere dazu ausgebildet sein, zumindest eines von dem Verdampfer, dem Kondensator und dem Verdichter in einem an das Verteilermodul angeordneten Zustand zu stützen. Die Trägerplatte kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass das Verteilermodul, insbesondere nachfolgend beschriebene Kühlmittelmodulgehäuse des Verteilermoduls und/oder ein nachfolgend beschriebenes Pumpengehäuse zusammen mit der Trägerplatte einteilig ausgebildet sind. Folglich sind die Kühlmittelmodule und/oder die Kühlmittelpumpe in die einteilig ausgebildete Trägerplatte 170 integrierbar. Die Trägerplatte kann dazu ausgebildet sein, Schwingungen zu entkoppeln. Die Schwingungen können in einem montierten Zustand des Verteilermoduls in ein Fahrzeug durch das Fahrzeug, beispielsweise durch einen Antrieb des Fahrzeugs erzeugt werden. Die Trägerplatte kann dazu ausgebildet sein, Noise-, Vibration- and Harshness, kurz NVH-Maßnah- men bereitzustellen. Dazu kann die Trägerplatte zumindest auf der Unterseite eine elastische Schicht aufweisen, die dazu ausgebildet ist, Vibrationen zu dämpfen. Die elastische Schicht kann die Unterseite zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig bedecken.

Die Trägerplatte kann derart ausgebildet sein, dass diese eine Auflagefläche auf der Oberseite aufweist. Die Auflagefläche kann in Bezug auf die Kühlmittelmodule auf der ersten und/oder zweiten Seite auf der Oberseite der Trägerplatte angeordnet sein. Die Auflagefläche kann derart ausgebildet sein, dass die Auflagefläche zumindest abschnittsweise einer Außenkontur des Verdichters nachgebildet ist, um diesen in einem an dem Verteilermodul angeordneten Zustand zu stützen. Die Auflagefläche kann zum Stützen des Verdichters ausgebildet sein.

Zumindest eines der Kühlmittelmodule kann Kühlmittelschnittstellen der Vielzahl an Kühlmittelschnittstellen auf der ersten und/oder der zweiten Seite aufweisen, wobei die Kühlmittelschnittschnellen auf der ersten und/oder der zweiten Seiten entlang der Erstreckungsrichtung zumindest einen vorbestimmten Abstand zwischen zwei benachbarten Kühlmittelstellen der Kühlmittelschnittstellen aufweisen. Zwei benachbarte Kühlmittelschnittstellen eines Kühlmittelmoduls auf der ersten und/oder zweiten Seite können einen ersten vorbestimmten Abstand entlang der Erstreckungsrichtung zueinander aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können zwei benachbarte Kühlmittelschnittstellen einen zweiten vorbestimmten Abstand entlang der Erstreckungsrichtung zueinander aufweisen. Beispielsweise können bei einem Kühlmittelmodul mit vier Kühlmittelschnittstellen von dem oberen zu dem unteren Endabschnitt betrachtet zunächst die oberen zwei benachbarten Kühlmittelschnittstellen derart angeordnet sein, dass sie den ersten Abstand zwischen sich aufweisen. In Richtung des unteren Endabschnitts kann die dritte Kühlmittelschnittstelle von der zweiten Kühlmittelschnittstelle um den zweiten Abstand beabstandet sein. Die dritte Kühlmittelschnittstelle kann von der vierten Kühlmittelschnittstelle mit dem ersten Abstand beabstandet sein.

Ist das Ventil in Form eines Schiebeventils ausgebildet, können auf besonders vorteilhafte Weise die Kühlmittelschnittstellen gesteuert, geöffnet und/oder geschlossen werden. Weiter kann durch die verschiedenen Anordnungen der Kühlmittelschnittstellen ein Anschluss an verschiedene ausgebildete Kühlmittelleitungen und/oder entsprechende Führung dieser bereitgestellt werden.

Entsprechend kann eine Reihe an Kühlmittelschnittstellen entlang der Erstreckungsrichtung an zumindest einem der Kühlmittelmodul ausgebildet sein. Insbesondere können erste Kühlmittelschnittstellen der Vielzahl an Kühlmittelschnittstellen auf der ersten Seite angeordnet sein, die mit dem Verdampfer und dem Kondensator verbindbar sind. Auf der zweiten Seite können zweite Kühlmittelschnittstellen der Vielzahl an Kühlmittelschnittstellen angeordnet sein, die mit Kühlmittelleitungen, insbesondere des Fahrzeugs verbindbar sind. Entsprechend können die Verbindungen für den Kühlmittelkreislauf besonders einfach ermöglicht werden.

Nicht alle Kühlmittelschnittstellen müssen an Kühlmittelleitungen angeschlossen werden, um einen Betrieb des Verteilermoduls zu ermöglichen. Mittels des Ventils können vorbestimmte nicht angeschlossene oder nicht benutzte Kühlmittelschnittstellen geschlossen bleiben.

Die Vielzahl an Kühlmittelschnittstellen kann dazu ausgebildet sein, eine Vielzahl an Kühlmittelkreisläufen zu ermöglichen. Bei zwei Kühlmittelschnittstellen auf der ersten Seite eines Kühlmittelmoduls kann ein einzelner Kühlmittelkreislauf ermöglicht werden. Bei vier Kühlmittelschnittstellen können jeweils zwei Kühlmittelschnittstellen einem Kühlmittelkreislauf zugeordnet werden, sodass zwei Kühlmittelkreisläufe ermöglicht werden.

Das Verteilermodul kann weiter ein Pumpengehäuse mit einem abnehmbaren Pumpengehäusedeckel umfassen, wobei das Pumpengehäuse zum Aufnehmen der Kühlmittelpumpe ausgebildet ist. Das Pumpengehäuse kann vor oder nach den Kühlmittelmodulen oder Kühlmittelgehäusen entlang der Anordnungsrichtung angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Verteilermodul ein Verdichtergehäuse mit einem abnehmbaren Verdichtergehäusedeckel umfassen, wobei das Verdichtergehäuse zum Aufnehmen des Verdichters ausgebildet ist, wobei das Verdichtergehäuse insbesondere auf der ersten Seite an zumindest einem der Kühlmittelmodule angeordnet ist. Das Pumpengehäuse, die Kühlmittelgehäuse und/oder das Verdichtergehäuse können einteilig ausgebildet sein. Der Pumpengehäusedeckel, der Verdichtergehäusedeckel und/oder die Verschlussdeckel können einteilig ausgebildet sein.

Das Verteilermodul kann weiter zumindest ein Zusatzmodul mit einem Kühlmittelreservoir, einem Trockner, einem Kältemittelreservoir und/oder einem Ölabscheider, das mit dem Kältemittelkreislauf koppelbar ist, umfassen, wobei das zumindest eine Zusatzmodul insbesondere entlang der Anordnungsrichtung vor oder nach den Kühlmittelmodulen angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist das Zusatzmodul auf der gegenüberliegenden Seite der Kühlmittelpumpe, entlang der Anordnungsrichtung betrachtet, angeordnet. Das Verteilermodul kann ein Zusatzmodulgehäuse umfassen, das dazu ausgebildet ist, das Zusatzmodul aufzunehmen.

Das Verteilermodul kann derart ausgebildet sein, dass der Verdampfer und der Kondensator entlang der Anordnungsrichtung nacheinander entlang der Erstreckungsrichtung anordenbar sind und/oder entlang der Erstreckungsrichtung stapelbar anordenbar sind. Bei der stapelbaren Anordnung kann das Verteilermodul derart ausgebildet sein, dass ein vorbestimmter Abstand zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator ausgebildet ist. Der vorbestimmte Abstand kann basierend auf einer Leitungslänge der Kältemittelleitungen zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator bestimmt sein.

Das Verteilermodul kann weiter dazu ausgebildet sein, in einem Fahrzeug anordenbar zu sein. Insbesondere kann das Verteilermodul derart ausgebildet sein, dass das Verteilermodul aufhängbar ist, beispielsweise in einem Motorraum des Fahrzeugs.

Das Verteilermodul kann weiter ein Expansionsventil umfassen, das zum Regulieren des Druckes eines oder des Kältemittelkreislaufs durch den Verdampfer, den Kondensator und den Verdichter ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Verteilermodul derart ausgebildet sein, dass das Expansionsventil an dem Verteilermodul anordenbar ist. Das Expansionsventil kann derart anordenbar sein oder angeordnet sein, dass es zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator im angeordneten Zustand angeordnet ist. Das Expansionsventil kann druckfest sein und insbesondere so ausgebildet sein, dass seine Parameter änderbar sind. Dies kann vorzugsweise mittels elektrischer Ansteuerung erfolgen.

Die Kühlmittelmodule, die Kühlmittelpumpe, das Pumpengehäuse, das Verdichtergehäuse und/oder das Zusatzmodul können eine maximale Höhe entlang der Erstreckungsrichtung aufweisen, insbesondere derart, dass die maximale Höhe einer Höhe des nebeneinander anordenbaren Kondensators und/oder Verdampfers oder einer Gesamthöhe des stapelbaren Kondensators und Verdampfers entspricht.

Das Verteilermodul kann weiter eine Steuerung umfassen, die zum Steuern zumindest eines von der Kühlmittelpumpe, zumindest einem der Ventile der Kühlmittelmodule, dem Expansionsventil, dem Verdichter, dem Verdampfer, dem Kondensator und dem Zusatzmodul eingerichtet ist, wobei die Steuerung insbesondere in dem Pumpengehäuse angeordnet ist.

Die Kühlmittelpumpe kann entlang der Anordnungsrichtung vor, nach oder zwischen den Kühlmittelmodulen angeordnet sein. Die Vielzahl an Kältemittelleitungen kann Hochdruckleitungen und Niedrigdruckleitungen umfassen, wobei die Hochdruckleitungen zum Leiten eines Kältemittelstroms von dem Verdichter zu dem Kondensator, insbesondere bis zu dem Expansionsventil (oder -drossel) und die Niedrigdruckleitungen zum Leiten eines Kältemittelstroms, insbesondere von dem Expansionsventil (oder -drossel) zu dem Verdampfer und zu dem Verdichter ausgebildet sind. Die Hochdruckleitungen können zum Leiten des Kältemittels bzw. des Kältemittelstroms mit hohem Druck, relativ zu den Niedrigdruckleitungen, und die Niedrigdruckleitungen können zum Leiten des Kältemittels bzw. des Kältemittelstroms mit niedrigem Druck, relativ zu den Hochdruckleitungen, ausgebildet sein. Zumindest eine der Niedrigdruckleitungen kann dazu ausgebildet sein, eine Kältemittelverbindung zwischen dem Verdampfer und dem Verdichter bereitzustellen. Zumindest eine der Hochdruckleitungen kann dazu ausgebildet sein, eine Kältemittelverbindung zwischen dem Verdichter und dem Kondensator bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann eine einzelne Hochdruckleitung dazu ausgebildet sein, einen Kältemittelstrom von dem Verdichter zu dem Kondensator, insbesondere bis zu dem Expansionsventil zu leiten, eine einzelne Niedrigdruckleitung dazu ausgebildet sein, einen Kältemittelstrom, insbesondere von dem Expansionsventil zu dem Verdampfer und zu dem Verdichter zu leiten, und eine Kältemittelleitung dazu ausgebildet sein, einen Kältemittelstrom von dem Verdampfer zu dem Kondensator zu leiten.

Die Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt durch ein System gelöst, umfassend eine Wärmepumpe mit zumindest einem von einem Verdampfer, einem Kondensator und einem Verdichter und ein Verteilermodul gemäß dem ersten Aspekt, wobei die Wärmepumpe an dem Verteilermodul angeordnet ist. Das System kann ein Thermomanagementsystem umfassen oder sein, wobei das Thermomanagement die Wärmepumpe umfasst oder ist.

Der Verdichter der Wärmepumpe kann elektrisch betreibbar sein und mit Hochspannung von mehr als 350V, insbesondere mit mehr als 600V betreibbar sein.

Das Kältemittel kann ein natürliches Kältemittel, insbesondere Propan (R-290), Pro- pen (R-1270), Kohlendioxid (R-744) oder Butan (R-600, R-600a) sein oder umfassen. In Bezug auf das Verteilermodul gemäß dem ersten Aspekt beschriebene Merkmale können als Merkmale des Systems gemäß dem zweiten Aspekt ausgeführt werden.

Die Aufgabe wird weiter gemäß einem dritten Aspekt durch ein Fahrzeug gelöst, umfassend ein Verteilermodul gemäß dem ersten Aspekt und/oder eine Wärmepumpe gemäß dem zweiten Aspekt.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden exemplarisch anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verteilermoduls mit einer Wärmepumpe;

Fig. 2 und 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verteilermoduls mit einer Wärmepumpe;

Fig. 4 und 5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Verteilermoduls mit einer Wärmepumpe; und

Fig. 6 ein Fahrzeug mit einem Verteilermodul und einer Wärmepumpe.

In den Figuren sind gleiche oder im Wesentlichen funktionsgleiche beziehungsweise -ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verteilermoduls 100 mit drei Kühlmittelmodulen 111 bis 113 und einer Kühlmittelpumpe 130, die mittels Verbindungswänden 180 verbunden sind (siehe Fig. 2). Die Kühlmittelmodule 111 bis 113 und die Kühlmittelpumpe 130 sind entlang einer Anordnungsrichtung A angeordnet. Dabei weisen die Kühlmittelmodule 1 11 bis 113 und die Kühlmittelpumpen 130 zwischen zwei benachbarten Einheiten 111 bis 1 13 entlang der Anordnungsrichtung A einen Minimalabstand M auf. Die Kühlmittelmodule 1 11 bis 113 und die Kühlmittelpumpe 130 sind zylinderförmig mit einer Zylindergrundfläche und einer Zylinderhöhe ausgebildet. Die Zylindergrundfläche ist parallel zu einer Ebene, die durch die Anordnungsrichtung A und eine senkrecht zu der Anordnungsrichtung A verlaufen Kopplungsrichtung K gebildet wird. Die Zylinderhöhe verläuft entlang einer Erstreckungsrichtung E, die senkrecht zu der Zylindergrundfläche ist.

Das Verteilermodul 100 weist weiter eine Trägerplatte 170 mit einer Ober- und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite auf, wobei die beiden Ober- und Unterseiten ebenfalls parallel zu der zuvor genannten durch die Anordnungs- und Kupplungsrichtungen A, K aufgespannten Ebene sind. Die Kühlmittelmodule 111 bis 113 weisen einen unteren und einen oberen Endabschnitt auf, wobei der untere Endabschnitt auf der Oberseite der Trägerplatte 170 angeordnet ist. Der obere Endabschnitt jedes Kühlmittelmoduls 11 1 bis 113 ist durch einen Verschlussdeckel 121 bis 123 ausgebildet, wobei in dem Verschlussdeckel 121 bis 123 eine Ventilbetätigung für ein Ventil des jeweiligen Kühlmittelmoduls 111 bis 113 aufgenommen ist. Die Ventile können Schiebeventile, insbesondere Axialschiebeventile sein. Die Kühlmittelpumpe 130 kann mit einem unteren Endabschnitt auf der Trägerplatte 170 angeordnet sein. Ein dem unteren Endabschnitt gegenüberliegender oberer Endabschnitt ist durch einen Pumpendeckel 141 ausgebildet, welcher im Wesentlichen denselben Radius wie die Kühlmittelpumpe 130 aufweist. Die Trägerplatte 170 kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass das Verteilermodul 100, insbesondere nachfolgend beschriebene Kühlmittelmodulgehäuse des Verteilermoduls 100 und/oder ein nachfolgend beschriebenes Pumpengehäuse zusammen mit der Trägerplatte 170 einteilig ausgebildet sind. Folglich sind die Kühlmittelmodule 111 bis 113 und/oder die Kühlmittelpumpe 130 in die einteilig ausgebildete Trägerplatte 170 integrierbar.

Das Verteilermodul 100, insbesondere die Kühlmittelmodule 111 bis 113 weisen eine erste Seite I und eine gegenüberliegende zweite Seite II auf, wobei sich das Verteilermodul 100 bzw. die Kühlmittelmodule 111 bis 113 von der erste Seite I zu der zweiten Seite II entlang der Kopplungsrichtung K erstrecken.

Gemäß der Fig. 1 ist das Verteilermodul 100 dazu ausgebildet, dass ein Verdampfer 161 und ein Kondensator 162 einer Wärmepumpe auf der ersten Seite I an dem Verteilermodul 100, insbesondere den Kühlmittelmodulen 1 11 bis 113 anordenbar sind. Dabei ist das Verteilermodul 100 derart ausgebildet, dass der Verdampfer 161 und der Kondensator 162 entlang der Anordnungsrichtung nacheinander anordenbar sind. Das Verteilermodul 100 ist derart ausgebildet, dass der Verdampfer 161 und der Kondensator 162 in einem kürzesten Abstand entlang der Kopplungsrichtung an dem Verteilermodul 100 anordenbar sind. Insbesondere können der Verdampfer 161 und der Kondensator 162 zumindest abschnittsweise angrenzend an den Kühlmittelmodulen 111 bis 113 anordenbar sein. Die Trägerplatte 170 ist dazu ausgebildet, den Verdampfer 161 und den Kondensator 162 zu stützen. Das Verteilermodul 100 ist derart ausgebildet, dass der Abstand zwischen dem Verdampfer 161 und dem Kondensator 162 basierend auf einer Leitungslänge zumindest einer Kältemittelleitungen 150 des Verteilermoduls bestimmt ist, die den Verdampfer 161 und den Kondensator 162 miteinander verbindet.

Weiter ist das Verteilermodul 100 dazu ausgebildet, dass ein Verdichter 163 auf der zweiten Seite I des Verteilermoduls 100 anordenbar ist. Gemäß der Fig. 1 weist das Verteilermodul 100 zumindest zwei Kältemittelleitungen 150 auf, die sich von der zweiten Seite II zu der ersten Seite I erstrecken und eine Kältemittelverbindung zwischen dem Kondensator 162, dem Verdampfer 161 und dem Verdichter 163 bereitstellen. Dazu können die Kältemittelleitungen 150 verbindbar mit dem Kondensator 162, dem Verdampfer 161 und dem Verdichter 163 ausgebildet sein. Beispielsweise können die Kältemittelleitungen 150 derart ausgebildet sein, dass der Kondensator 162, der Verdampfer 161 und/oder der Verdichter 163 anflanschbar sind. Die Kältemittelleitungen 150 erstrecken sich gemäß der Fig. 1 im Wesentlichen entlang der Kopplungsrichtung K und sind zylinderförmig ausgebildet, sodass eine Grundfläche des Zylinders innerhalb einer durch die Erstreckungsrichtung E und die Anordnungsrichtung A aufgespannten Ebene befindlich ist. Folglich stellen die Kältemittelleitungen 150 eine kürzeste Verbindung zwischen dem auf der zweiten Seite II angeordneten Verdichter 163 und den auf der ersten Seite I angeordneten Verdampfer 161 und dem Kondensator 162.

Eine der Kältemittelleitungen 150 verbindet den Verdichter 163 mit dem Kondensator 162 und ist in Form einer Hochdruckleitung ausgebildet. Eine weitere der Kältemittelleitungen 150 verbindet den Verdampfer 161 mit dem Verdichter 161 und ist in Form einer Niedrigdruckleitung ausgebildet. Der Verdichter 163 verdichtet das Kältemittel und das verdichtete Kältemittel wird über die Hochdruckleitung zu dem Kondensator 162 geleitet, sodass dieses dort Wärmeenergie an das Kühlmittel abgibt. Durch die Verdichtung des Kältemittel wird eine Temperatur und ein Druck des Kältemittels erhöht. Entsprechend ist diese Kältemittelleitung 150 in Form der Hochdruckleitung ausgebildet, um Kältemittel mit einem hohen Druck zu leiten. Mittels des Verdampfers 161 wird Wärmeenergie von dem Kühlmittel an das Kältemittel übertragen und wird anschließend über die Niedrigdruckleitung zu dem Verdichter 163 geleitet. Im Vergleich zu der Hochdruckleitung leitet die Niedrigdruckleitung das Kältemittel mit vergleichsweise niedrigem Druck.

Die Hochdruck- und Niedrigdruckleitungen 150 verlaufen gemäß der Fig. 1 im Wesentlichen parallel zu der Kopplungsrichtung K und stellen somit eine kürzeste Verbindung zwischen der ersten und zweiten Seite I, II dar.

Die Trägerplatte 170 weist eine Auflagefläche 171 auf der zweiten Seite H äuf, die auf der oberen Seite angeordnet ist. Die Auflagefläche 171 ist dazu ausgebildet, den Verdichter 171 zu stützen. Dazu ist die Auflagefläche 171 derart ausgebildet, dass diese zumindest abschnittsweise einer Außenkontur des Verdichters 171 nachempfunden ist.

Der Minimalabstand M entspricht gemäß der Fig. 1 einem Außendurchmesser der Kältemittelleitungen 150, sodass diese zwischen den Kühlmittelmodulen 11 1 bis 113 angeordnet sind, jedoch der benötigte Bauraum entlang der Anordnungsrichtung A minimal gehalten wird.

Es wird folglich ein Verteilermodul 100 für eine Wärmepumpe mit zumindest einem Verdampfer 161 , einem Kondensator 162 und einem Verdichter 163 bereitgestellt, wobei die Einheiten der Wärmepumpe auf einfache Art und Weise an dem Verteilermodul 100 anordenbar sind. Weiter wird ein benötigter Bauraum minimal gehalten und die benötigten Kältemittelleitungen 150 sind bereits vorhanden und müssen lediglich angeschlossen werden.

Jede der Kühlmittelmodule 1 1 1 bis 113 weist eine Vielzahl an Kühlmittelschnittstellen

190, 191 auf, wobei die Kühlmittelschnittstellen 190, 191 mit Kühlmittelleitungen, beispielsweise eines Fahrzeugs verbindbar sind. Entsprechend wird eine vereinfachte modulare Schnittstelle für die Anordnung der Wärmepumpe und den Wärmeenergieaustausch zwischen Kältemittel und Kühlmittel bereitgestellt.

Fig. 2 und 3 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verteilermoduls 100, wobei im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel der Verdichter 163 ebenfalls auf der ersten Seite I anordenbar ist. Die Fig. 3 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel des Verteilermoduls 100 der Fig. 2 mit weniger Bezugszeichen, um eine bessere Übersicht zu ermöglichen. Weiter sind der Verdampfer 161 und der Kondensator 162 entlang der Erstreckungsrichtung nacheinander bzw. gestapelt an dem Verteilermodul 100 anordenbar. Entsprechend sind die Kältemittelleitungen 150 in der Fig. 2 nicht zu sehen und auf der ersten Seite I angeordnet.

Den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 5 ist gemeinsam, dass dabei der Verdampfer 161 und der Kondensator 162 derart an dem Verteilermodul 100 anordenbar sind, dass ein Abstand zu dem Verdichter 163 möglichst geringgehalten wird, um kurze Kältemittelleitungen 150 zu ermöglichen. Dies kann erreicht werden, indem der Verdampfer 161 , der Kondensator 162 und/oder der Verdichter 163 angrenzend an den Kühlmittelmodulen 1 11 bis 113 anordenbar sind. Alternativ oder zusätzlich sind der Verdampfer 161 , der Kondensator 162 und/oder der Verdichter 163 mit den Kältemittelleitungen 150 verbindbar und an diesen anordenbar.

Gemäß der Fig. 2 und 3 weist das Verteilermodul 100 interne Kühlmittelschnittstellen 190 und externe Kühlmittelschnittstellen 191 auf, wobei die externen Kühlmittelschnittstellen 191 im Vergleich zu den internen Kühlmittelschnittstellen 190 durchsichtig in den Fig. 2 und 3 dargestellt sind. Die externen Kühlmittelschnittstellen sind dazu ausgebildet, mit Kühlmittelleitungen verbinbdar zu sein, welche Kühlmittel zu und von Aggregaten und/oder Komponenten des Fahrzeugs, wie einem Motor und einem Fahrgastzellenwärmetauscher leiten. Die internen Kühlmittelschnittstellen 190 sind dazu ausgebildet, eine Kühlmittelverbindung und/oder -Schnittstelle zwischen den Kühlmittelmodulen 11 1 bis 113, insbesondere den Axialschiebeventilen der Kühlmittelmodule 111 bis 113 bereitzustellen, um die erforderlichen Funktionen und/oder Verschaltungen zu ermöglichen. Je nach Anwendung und/oder Bedarf sind diese mit Rohren und/oder Schläuchen verbindbar, blind, verschlossen und/oder können entfallen.

In den Fig. 2 und 3 sind weiter Kühlmittelpumpenschnittstelle 131 der Kühlmittelpumpe 130 gezeigt, die dazu ausgebildet sind, mit dem Kühlmittelkreislauf der Kühlmittelmodule 111 bis 113 verbindbar zu sein, um entsprechend Kühlmittel durch die Kühlmittelmodule 111 bis 113 und die Kühlmittelleitungen zu pumpen. Entsprechend einer Anzahl an Kühlmittelkreisläufen können entsprechend viele Kühlmittelpumpenschnittstellen 131 bereitgestellt sein.

Die Fig. 2 und 3 zeigen, dass die Kühlmittelmodule 1 11 und 113 jeweils fünf Kühlmittelschnittstellen 190, 191 , insbesondere zwei interne Kühlmittelschnittstellen 190 und drei externe Kühlmittelschnittstellen 191 und das Kühlmittelmodul 112 vier Kühlmittelschnittstellen 190, 191 , insbesondere drei interne Kühlmittelschnittstellen 190 und eine externe Kühlmittelschnittstelle 191 aufweist. Die Kühlmittelschnittstellen 190, 191 der Kühlmittelmodule 11 1 und 113 sind in einem vorbestimmten Abstand entlang der Erstreckungsrichtung E an dem jeweiligen Kühlmittelmodul 111 , 113 angeordnet. Die Kühlmittelschnittstellen 190 sind dazu ausgebildet, mit Kühlmittelleitungen, beispielsweise des Fahrzeugs verbindbar zu sein. Die Kühlmittelschnittstellen 190, 191 sind zylinderförmig ausgebildet und weisen eine Zylinderfläche auf, die sich parallel zu einer Ebene erstreckt, die durch die Erstreckungsrichtung und die Anordnungsrichtung aufgespannt wird. Dabei sind die Kühlmittelschnittstellen 190, 191 derart entlang der Anordnungsrichtung angeordnet, dass eine Verbindungsgerade durch die Mittelpunkte der Zylinderflächen der Kühlmittelschnittstellen jedes Kühlmittelmoduls 111 bis 113 parallel zu der Erstreckungsachse ausgebildet ist.

Folglich kann auf vorteilhafte weise auf der zweiten Seite II der Kühlmittelkreislauf durch Verbinden der Kühlmittelleitungen mit den Kühlmittelschnittstellen 190, 191 des Verteilermoduls 100 eingestellt werden. Auf der ersten Seite I können die Wärmetauscher (Verdampfer 162 und Kondensator 161 ) und der Verdichter 163 der Wärmepumpe platzsparend angeordnet werden. Durch den modularen Aufbau werden Leitungen für die Kühlmittelkreisläufe und die Kältemittelkreisläufe möglichst kurzgehalten. Weiter kann das Verteilermodul 100 vorab validiert werden, sodass eine Installation und weitere Validierung bei einem Zusammenbau mit der Wärmepumpe und den Kühlmittelleitungen ebenfalls verkürzt werden können.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die Verbindungswand 180, welche die Kühlmittelmodule 111 bis 113 und die Kühlmittelpumpe 130 miteinander verbindet. Die Verbindungswand 180 ist abschnittsweise durch die internen Kühlmittelschnittstellen 190 durchbrochen.

Die Kühlmittelmodule 1 11 bis 113, die Kühlmittelpumpe 130, die Verbindungswand 180, die Kühlmittelschnittstellen 190 und/oder die externen Kühlmittelschnittstellen 191 können einstückig ausgebildet sein.

Die Kühlmittelmodule 111 bis 113 und/oder die Kühlmittelpumpe 130 können das Kühlmittelmodulgehäuse bzw. das Pumpengehäuse umfassen, wobei diese ebenfalls einstückig ausgebildet sein können.

Fig. 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verteilermoduls 100, wobei im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 das Verteilermodul in der Fig. 4 das Pumpengehäuse und ein Zusatzmodulgehäuse zeigt. Die Fig. 5 zeigt das weitere Ausführungsbeispiel des Verteilermoduls 100 der Fig. 4 mit weniger Bezugszeichen für eine verbessere Übersicht.

Das Pumpengehäuse ist dazu ausgebildet, die Kühlmittelpumpe 130 aufzunehmen. Die Kühlmittepumpe 130 kann unabhängig von dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei oder mehr Kühlmittelpumpen zum Pumpen von Kühlmittel umfassen, wobei insbesondere eine Kühlmittelpumpe einem Kühlmittelkreislauf zuordenbar ist.

Weiter ist in den Fig. 4 und 5 gezeigt, dass das Pumpengehäuse und die Kühlmittelmodule 111 bis 113 durch entsprechende Deckel umfassend den Pumpengehäusedeckel 210 abgedeckt sind, wobei die Deckel für die Kühlmittelmodule 1 11 bis 1 13 und das Pumpengehäuse 210 einstückig ausgebildet sind.

Das Zusatzmodulgehäuse umfasst ein Zusatzmodul 220, wobei das Zusatzmodul

220 eines von einem Trockner, einem Kältemittelreservoir, einem Zwischenüberhitzer oder einem Ölabscheider umfasst und mit dem Kältemittelkreislauf koppelbar ist. Gemäß der Fig. 3 und 4 ist das Zusatzmodul bzw. das Zusatzmodulgehäuse ebenfalls entlang der Anordnungsrichtung A nach den Kühlmittelmodulen 111 bis 113 und auf der gegenüberliegenden Seite der Kühlmittelpumpe 130 angeordnet. Das Zusatzmodul 220 bzw. das Zusatzmodulgehäuse kann mittels der Verbindungswand 180 an dem Kühlmittelmodul 111 angeordnet und/oder mit diesem verbunden sein.

Die Verteilermodule 100 der Fig. 1 bis 5 können weiter eine Steuerung umfassen, beispielsweise in dem Pumpengehäuse, die zum Steuern der einzelnen Elemente des Verteilers 100 und/oder der Wärmepumpe ausgebildet ist.

Der Minimalabstand M ist derart gewählt, dass dieser größer gleich oder größer einem Außendurchmesser der Kältemittelleitungen 150 ist. Sofern keine Kältemittelleitungen 150 zwischen zwei Kühlmittelmodulen 1 11 bis 113 von der ersten I zu der zweiten Seite II verlaufen, kann der Minimalabstand M kleiner sein. Insbesondere kann der Minimalabstand M derart gewählt sein, dass Außenflächen, insbesondere Mantelflächen der Kühlmittelmodule 1 11 bis 113 zumindest abschnittsweise aneinander angrenzen, um eine möglichst kompakte Struktur bereitzustellen.

Fig. 6 zeigt ein Fahrzeug 300 mit einem Verteilermodul 100, wobei weiter eine Wärmepumpe und Kühlmittelleitungen des Fahrzeugs 300 an das Verteilermodul 100 angeschlossen und/oder an diesem angeordnet sind.

Bezugszeichen

100 Verteilermodul

111 , 112 ,113 Kühlmittelmodul

121 , 122, 123 Verschlussdeckel

130 Kühlmittelpumpe

131 Kühlmittelpumpenschnittstelle

141 Pumpendeckel

150 Kältemittelleitung

161 Verdampfer

162 Kondensator

163 Verdichter

170 Trägerplatte

171 Auflagefläche

180 Verbindungswand

190 interne Kühlmittelschnittstellen

191 externe Kühlmittelschnittstellen

210 einstückiger Deckel

220 Zusatzmodulgehäuse

300 Fahrzeug

M Minimalabstand

I erste Seite

II zweite Seite