Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kühlgehäuse und ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlgehäuses gemäß den Hauptansprüchen.

Bei modernen Motoren, speziell Elektromotoren, kann bei deren Betrieb oftmals eine ungleichmäßige Erhitzung an unterschiedlichen Stellen des Motors auftreten. Eine solche unsymmetrische Temperaturverteilung kann speziell in Elektromotoren zu großen und unsymmetrischen Materialspannungen sowie zu einer erhöhten Drehmomentwelligkeit aufgrund ungleichmäßiger Ständerkern- und Wicklungstemperaturen führen. Insbesondere bei Kühlsystemen, bei denen die Kühlkanäle in axialer Richtung verlaufen und Ein- und Auslassstutzen nebeneinander liegen, kann eine solche unsymmetrische Temperaturverteilung oftmals auftreten. Ein ähnliches Problem tritt auch bei anderen, im Betrieb Wärme-generierenden Elementen auf, die ebenfalls für den stabilen Betrieb daher gekühlt werden sollten.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit für eine verbesserte Temperaturverteilung in einem Wärme-generierenden Element während dessen Betrieb zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Kühlgehäuse und ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlgehäuses gemäß den Hauptansprüchen gelöst.

Es wird vorliegend ein Kühlgehäuse für ein zu kühlendes Element vorgestellt, wobei das Kühlgehäuse zumindest eine Kühlleitungseinheit aufweist, die derart ausgeformt ist, dass eine Vorlaufleitung benachbart zu einer Rücklaufleitung der Kühlleitungseinheit angeordnet ist und wobei die Vorlaufleitung gegenläufig zu der Rücklaufleitung von einem Kühlmittel durchströmbar sind.

Unter einem Kühlgehäuse kann eine Struktur verstanden werden, die eine andere Struktur wie beispielsweise das zu kühlende Element umgeben oder aufnehmen kann. Unter einem zu kühlenden Element kann beispielsweise ein Motor, insbesondere ein Elektromotor oder eine Energiespeichereinheit, beispielsweise eine Batterie- oder Akkumulatoreinheit verstanden werden, die sich bei ihrem Betrieb erhitzen. Unter einer Kühlleitungseinheit kann vorliegend ein Leitungssystem verstanden werden, in welchem ein Kühlmittel oder eine Kühlflüssigkeit strömen kann und welches ausgebildet ist, um Wärme von einer Umgebung aufzunehmen und abzuleiten. Unter einem Kühlmittel kann vorliegend ein Fluid verstanden werden, welches in der Lage ist Wärme (die beispielsweise von einem zu kühlenden Element bei dessen Betrieb generiert oder erzeugt wurde) abzuführen und somit aktiv zu kühlen. Ganz allgemein kann unter einem Kühlmittel auch ein Kältemittel verstanden werden, das ausgebildet ist, ein Element unter eine Umgebungstemperatur herunter abzukühlen. Die Kühlleitungseinheit ist dabei derart aufgebaut, dass Kühlmittel zunächst in einer Vorlaufleitung von einem Kühlmitteleinlass weg in dem Kühlgehäuse geführt wird und über eine Rücklaufleitung wieder zu einem Kühlmittelauslass geführt wird. Dabei sind die Vorlaufleitung und die zur Vorlaufleitung benachbart angeordnete Rücklaufleitung der Art ausgeführt, dass ein Kühlmittel, welches durch die Vorlaufleitung und/oder Rücklaufleitung fließt, gegenläufig, d. h. in eine entgegengesetzte Richtung oder antiparallel, geführt wird. Auch können die Vorlaufleitung und die Rücklaufleitung zwei unterschiedlichen Kreislaufsystemen der Kühlleitungseinheit zugeordnet sein.

Der hier vorgestellte Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass durch die Auslegung und Anordnung der Leitungen der Kühlleitungseinheit derart, dass die Vorlaufleitung und die hierzu benachbart angeordnete Rücklaufleitung gegenläufig vom Kühlmittel durchströmt werden (können), und somit eine möglichst homogene Temperaturverteilung bzw. Wärmeabfuhr ermöglicht wird. Dadurch, dass nun dieses gegenläufige Durchströmen von Kühlmittel durch benachbarte Leitungen erfolgt, kann somit verhindert werden, dass beispielsweise an einer Seite des zu kühlenden Elements eine hohe Wärmeabfuhrkapazität durch das (zunächst kalte) Kühlmittel ermöglicht wird, während an einer gegenüberliegenden Seite des zu kühlenden Elements dann durch das bereits erwärmte Kühlmittel eine deutlich geringere Wärmeabfuhrkapazität realisiert werden kann.

Der hier vorgeschlagene Ansatz bietet den Vorteil, durch eine geschickte Leitungsführung der Leitungen der Kühlleitungseinheit ein möglichst effizientes Kühlen einer Komponente wie des zu kühlenden Elements durch das Kühlgehäuse realisieren zu können. Zugleich erfordert eine solche Leitungsführung hinsichtlich eines erforderlichen Bauraums keine besonders hohen Anforderungen, sodass die Herstellung oder der Einsatz eines solchen Kühlgehäuses technisch problemlos umsetzbar ist.

Günstig ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der die Vorlaufleitung und die Rücklaufleitung auf einer zylindrischen Mantelfläche des Kühlgehäuses angeordnet sind. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, das Kühlgehäuse sehr dicht an den meist ebenfalls zu kühlenden Elementen wie einem Motor, speziell einem Elektromotor, als zu kühlendem Element, anlegen zu können, da derartige zu kühlende Elemente oftmals auch eine Zylinderform haben. Auf diese Weise lässt sich eine sehr effiziente und gleichmäßige Abfuhr von Wärme von dem zu kühlenden Element realisieren.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes können die Vorlaufleitung und die Rücklaufleitung mäanderförmig auf einer Oberfläche des Kühlgehäuses angeordnet sein, insbesondere wobei die Haupterstreckungsrichtungen der Vorlaufleitung und der Rücklaufleitung im Wesentlichen mit der Haupterstreckungsachse des Kühlgehäuses ausgerichtet sind. Unter einer Haupterstreckungsrichtung kann beispielsweise eine Richtung oder Achse verstanden werden, in welche sich die Vorlaufleitung bzw. die Rücklaufleitung hauptsächlich oder im Wesentlichen erstreckt. Dabei kann die Vorlaufleitung bzw. die Rücklaufleitung auch Abschnitte aufweisen, in denen die Vorlaufleitung bzw. Rücklaufleitung gegensinnig ausgerichtet ist. Im Wesentlichen bildet somit die Haupterstreckungsrichtung diejenige Richtung der Vorlaufleitung bzw. Rücklaufleitung, in die sich die jeweils betreffende Leitung ohne die Windungen erstreckt, wobei die Windungen die einzelnen Teilbereiche der Vorlaufleitung bzw. Rücklaufleitung miteinander verbinden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, sehr effizient und gleichmäßig Wärme über eine große Oberfläche bzw. Länge des zu kühlenden Elementes wie beispielsweise des Motors oder der Energiespeichereinheit aufnehmen zu können.

Von Vorteil ist weiterhin eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der die Vorlaufleitung und die Rücklaufleitung auf einer Oberfläche des Kühlgehäuses umlaufend herum angeordnet sind. Unter einer Vorlaufleitung und Rücklaufleitung, die umlaufend auf einer Oberfläche des Kühlgehäuses angeordnet sind, kann eine Anordnung verstanden werden, bei der die Vorlaufleitung und die Rücklaufleitung auf einem Umfang der Oberfläche des Kühlgehäuses (weitestgehend) gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Auf diese Weise kann vorteilhaft vermieden werden, das einzelne Bereiche oder Streifen der Oberfläche des Kühlgehäuses weniger effizient gekühlt werden.

Besonders effizient ist eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei welcher die Vorlaufleitung und der Rücklaufleitung durch eine Wärmeübertragungswand miteinander in thermischem Kontakt stehen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, durch die Wärmeübertragungswand zwischen der Vorlaufleitung und der Rücklaufleitung eine möglichst schnelle und gleichmäßige Temperaturverteilung in dem in der Vorlaufleitung und der Rücklaufleitung strömenden Kühlmittel zu erreichen, sodass auch eine gleichmäßige Kühlungswirkung durch das Kühlgehäuse realisiert werden kann.

Um eine möglichst große Wärmeabfuhrkapazität von einer Oberfläche des durch das Kühlgehäuse zu kühlenden Elementes zu realisieren, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform die Vorlaufleitung an einer einem Kühlmitteleinlass gegenüberliegenden Seite mit der Rücklaufleitung fluidisch verbunden sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, das Kühlmittel möglichst weit, d. h. möglichst entlang einer vollständigen Erstreckungsweite des Kühlgehäuses zu führen, bevor das Kühlmittel wieder zurückgeführt wird. Auf diese Weise kann ebenfalls eine möglichst gleichmäßige Kühlungswirkung an möglichst allen Stellen des Kühlgehäuses erreicht werden.

Denkbar ist weiterhin noch eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der ein mit der Rücklaufleitung verbundener Kühlmittelauslass an einer gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, an der die Rücklaufleitung mit der Vorlaufleitung der verbunden ist, insbesondere wobei Kühlmitteleinlass und der benachbart zueinander angeordnet sind. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, das Kühlmittel möglichst wieder weit entlang einer Erstreckungsweite des Kühlgehäuses zuführen, um ebenfalls wieder eine möglichst gleichmäßige Kühlungswirkung an allen Stellen des Kühlgehäuses zu erreichen.

Weiterhin kann gemäß einer anderen Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes die Kühlleitungseinheit zumindest eine weiteren Vorlaufleitung und eine zur weiteren Vorlaufleitung benachbart angeordnete weitere Rücklaufleitung aufweisen, die derart angeordnet sind, dass die weitere Vorlaufleitung gegenläufig zu der weiteren Rücklaufleitung von dem Kühlmittel durchströmbar sind. Eine solche Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes bietet den Vorteil, durch die Auswahl von mehreren Vorlaufleitungen oder Rücklaufleitungen eine weitere Verbesserung der Wärmeabfuhrkapazität eines derart ausgestalteten Kühlgehäuses zu erreichen. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass bei beispielsweise der Wahl von parallelen Kombinationen von Vorlauf- bzw. Rücklaufleitungen ein Mehrfaches der Wärmeabfuhrkapazität realisiert werden kann, als wenn lediglich die Kombination einer Vorlaufleitung und Reiserücklaufleitung implementiert wird.

Besonders gleichmäßig kann eine Wärme durch ein Kühlgehäuse abgeführt werden, wenn gemäß einer Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes die Vorlaufleitung auf einer Mantelfläche des Kühlgehäuses zwischen der Rücklaufleitung und der weiteren Rücklaufleitung angeordnet ist. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass unterschiedliche Vorlaufleitungen bzw. Rücklaufleitungen ineinander geschachtelt angeordnet werden können, sodass in Bereichen mit erforderlicher hoher Wärmeabfuhrkapazität die abzuführende Wärme möglichst auf unterschiedliche Vorlauf VRücklaufleitungssysteme verteilt werden kann.

Ferner kann gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes zumindest eine Windung einer mäanderförmigen Vorlaufleitung und/oder zumindest eine Windung einer mäanderförmigen Rücklaufleitung auf einer Mantelfläche des Kühlgehäuses und/oder in einem Bereich angeordnet sein, der einen radial kleineren Abstand zu einer Achse des Kühlgehäuses aufweist. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil einer besonders einfachen herstellbareren Kühlleitungseinheit, wenn die Windung(en) auf der Mantelfläche des Kühlgehäuses angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich kann eine Wärme, die von einer zur Mantelfläche abgewandten Fläche, beispielsweise einer Grundfläche, abzuführen ist, auch durch das Kühlgehäuse zumindest teilweise aufgenommen werden. Auf diese Weise kann die Wärmeabfuhrkapazität des Kühlgehäuses nochmals gesteigert werden.

Besonders einfach ist eine Ausführungsform eines Kühlgehäuses dadurch herzustellen, wenn die zumindest eine Windung der Vorlaufleitung innerhalb eines Toleranzbereichs in einem gleichen radialen Abstand von einer Symmetrieachse des Kühlgehäuses wie die Vorlaufleitung angeordnet ist und/oder die zumindest eine Windung einer mäanderförmigen Rücklaufleitung innerhalb eines Toleranzbereichs in einem gleichen radialen Abstand von einer Symmetrieachse des Kühlgehäuses wie die Rücklaufleitung angeordnet ist. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, mit wenigen Herstellungsschritten ein Kühlgehäuse herstellen zu können.

Denkbar ist jedoch auch eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes, bei der die zumindest eine Windung der Vorlaufleitung in einem geringeren radialen Abstand von einer Symmetrieachse des Kühlgehäuses wie ein gerader Teil der Vorlaufleitung angeordnet ist und/oder die zumindest eine Windung einer mäanderförmigen Rücklaufleitung in einem geringeren radialen Abstand von einer Symmetrieachse des Kühlgehäuses wie ein gerader Teil der Rücklaufleitung angeordnet ist. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, das Kühlmittel, welches in der Vorlaufleitung bzw. der Rücklaufleitung fließen wird, möglichst effizient zu führen, damit einerseits eine möglichst große Fläche durch das Kühlgehäuse abgedeckt werden kann und andererseits der Fluss des Kühlmittels durch möglichst viele Winkelstellen der Vorlaufleitung bzw. der Rücklaufleitung eine möglichst große Wärmemenge aufnehmen kann.

Von Vorteil ist ferner eine Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes als zu kühlendem Element, insbesondere Elektromotor, mit einer Ausführungsform eines hier vorgestellten Kühlgehäuses. Auch durch eine solche Ausführungsform lassen sich die hier beschriebenen Vorteile technisch einfach und effizient realisieren.

Schließlich wird gemäß einer weiteren Ausführungsform des hier vorgeschlagenen Ansatzes ein Verfahren zum Betreiben eines mit einem Kühlgehäuse gemäß einer hier vorgestellten Ausführungsform versehenen zu kühlenden Elements vorgeschlagen, wobei das Verfahren den Schritt des Einleitens von Kühlmittel durch die Vorlaufleitung und die Rücklaufleitung, um ein durch das Kühlgehäuse aufgenommenen zu kühlendes Element zu kühlen.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.

Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.

Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 zeigt eine schematische, perspektivische Darstellung eines Kühlgehäuses gemäß einem Ausführungsbeispiel des hier vorgestellten Ansatzes; Fig. 2 eine schematische, perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Kühlgehäuses;

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines mit einem Kühlgehäuse gemäß einer hier vorgestellten Variante versehenen zu kühlenden Elements; und

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Kühlgehäuses als kompaktem Element, in dem Kühlleitungen eingebettet sind, die in den Figuren 1 und 2 als Innenkomponenten des Kühlgehäuses dargestellt sind.

Gleiche oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen sein. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen zusammengefasst werden können.

Figur 1 zeigt eine schematische, perspektivische Darstellung eines Kühlgehäuses 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel des hier vorgestellten Ansatzes. Das Kühlgehäuse 100 ist hierbei um einen Elektromotor 105 angeordnet dargestellt, der als Beispiel für ein im Betrieb Wärme-erzeugendes Element in dieser Beschreibung verwendet wird. Denkbar ist jedoch auch, dass das Kühlgehäuse 100 um ein anderes Element, beispielsweise einen Akkumulator herum angeordnet ist und somit Wärme abführen kann, die beim Betrieb des entsprechenden Elementes, hier beispielsweise das Akkumulators entsteht. Das Kühlgehäuse 100 umfasst hierbei eine mäanderförmige Struktur einer Kühlleitungseinheit 110. Anzumerken ist dabei, dass zu besseren Übersichtlichkeit und Darstellung des hier beschriebenen Ansatzes lediglich die in dem Kühlgehäuse 100 angeordnete Kühlleitungseinheit 110 dargestellt ist, die stellvertretend das Kühlgehäuse 100 darstellt. Anderenfalls würde lediglich eine kompakte Außenform einer Einheit abgebildet werden, aus der die für die Funktion des hier beschriebenen Ansatzes wichtigen, im Inneren dieser Einheit liegenden Komponenten nicht direkt zu erkennen wären, was das Verständnis der Erfindung erschweren würde.

Die Kühlleitungseinheit 110 umfasst eine Vorlaufleitung 115 und eine Rücklaufleitung 120. Die Vorlaufleitung 115 und eine Rücklaufleitung 120 können aus einem Strangprofil, beispielsweise Metallrohren hergestellt sein, die in eine entsprechend gewünschte Form gebogen worden sind. Um nun ein Kühlmittel in den Leitungen der Kühlleitungseinheit 110 fließen zu lassen, wird dieses Kühlmittel über einen Kühlmitteleinlass 125 in die Vorlaufleitung 115 eingeleitet und fließt durch die mäanderförmige Struktur der Vorlaufleitung 115 auf eine dem Kühlmitteleinlass 125 gegenüberliegenden Seite der Kühlleitungseinheit 110. Dort wird beispielsweise über eine Verbindungsstelle 130 das Kühlmittel von der Vorlaufleitung 115 in die Rücklaufleitung 120 geführt und fließt nun wieder in der Rücklaufleitung 120 auf die Vorderseite, um aus einem Kühlmittelauslass 135 aus dem Kühlgehäuse 100 herausgeführt werden zu können. Außerhalb des Kühlgehäuses 100 ist beispielsweise eine Pumpe und/oder eine Wärmesenke wie beispielsweise ein Gebläse oder Kühlrippen angeordnet, um das Kühlmittel zu kühlen und hierdurch Wärme abzuführen, die das Kühlmittel bei dem Weg durch die Vorlaufleitung 115 und die Rücklaufleitung 120 von dem Elektromotor 105 als im Betrieb Wärme-erzeugendes Elementes aufgenommen hat. Eine entsprechende Pumpe oder ein Gebläse bzw. Kühlrippen sind in der Figur 1 jedoch nicht dargestellt, um den Fokus der Beschreibung auf die Auslegung des Kühlgehäuses 100 zu richten.

Wie aus der Figur 1 zu erkennen ist, sind die Vorlaufleitung 115 und die Rücklaufleitung 120 benachbart zueinander und vom Kühlmittel gegenläufig durchströmt angeordnet. Dies bietet den Vorteil, möglichst gleichmäßig Wärme vom Elektromotor als zu kühlendem Element 105 aufnehmen zu können, sodass beispielsweise vermieden werden kann, dass ein kaltes Kühlmittel in den Kühlmittel einlass 125 eingeführt wird und auf einer gegenüberliegenden Seite nur noch ein sehr heißes Kühlmittel durch den Kühlmittelauslass 135 abgeführt werden kann. Aus der in der Figur 1 dargestellten Anordnung ist dagegen erkennbar, dass durch die eng beieinander angeordnete Vorlaufleitung 115 bzw. Rücklaufleitung 120 vom Elektromotor als zu kühlendem Element 105 aufzunehmende Wärme möglichst gleichmäßig auf das Kühlmittel in der Vorlaufleitung 115 und der Rücklaufleitung 120 aufgeteilt wird und eine lokale zu starke Erwärmung des Kühlmittels vermieden werden kann.

Ferner ist aus der Figur 1 zu erkennen, dass zwischen der Vorlaufleitung 115 und der Rücklaufleitung 120 eine Wärmeübertragungswand 140 angeordnet ist, die eine Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel in der Vorlaufleitung 115 und dem Kühlmittel in der Rücklaufleitung 120 unterstützt. Hierzu kann die Wärmeübertragungswand 140 beispielsweise eine Wärmeleitpaste umfassen oder auch ein Metall aufweisen, welches beispielsweise beim Zusammenfügen der Vorlaufleitungen 115 und der Rücklaufleitungen 120 mit diesen beiden Leitungen verschweißt oder verlötet wurde.

Aus der Figur 1 ist ferner erkennbar, dass sich die Vorlaufleitungen 115 und die Rücklaufleitungen 120 im Wesentlichen über die Fläche eines Mantels eines Kreiszylinder erstreckt. Hierbei sind die Haupterstreckungsrichtungen der Vorlaufleitung 115 und der Rücklaufleitung 120 im Wesentlichen parallel oder antiparallel beispielsweise zu einer Achse 145 ausgerichtet, die durch das Kühlgehäuse 100 verläuft. Die Achse 145 kann beispielsweise mit einer Drehwelle des Elektromotors als zu kühlendem Element 105 zusammenfallen und eine Symmetrieachse des Kühlgehäuses 100 bilden. Somit ist erkennbar, dass die längsten Teilstücke der Vorlaufleitung 115 bzw. der Rücklaufleitung 120 im Wesentlichen parallel oder antiparallel zur Achse 145 ausgerichtet sind. Weiterhin ist aus Figur 1 zu erkennen, dass Windungen 150 der Vorlaufleitung 115 bzw. der Rücklaufleitung 120 beispielsweise in einer Ebene mit der Vorlaufleitung 115 bzw. der Rücklaufleitung 120 befinden. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung, da beispielsweise die Vorlaufleitungen durch einen maschinellen Biegeprozess in die Mäander-Form (beispielsweise mit maschinell hergestellten Taschen 155 im Bereich der Windungen) gebracht werden kann und anschließend die auf diese Weise hergestellte Kühlleitungseinheit 110 um den Elektromotor als zu kühlendem Element 105 herumgebogen werden kann oder zunächst um eine Form gebogen wird, um die in der Figur 1 dargestellte Kreiszylinderform zu erreichen, sodass das Kühlgehäuse 100 nachfolgend auf den Elektromotor als zu kühlendem Element 105 aufgesteckt oder geschoben werden kann.

Die Biegestellen 150 können ferner durch ein Versiegelungselement 160 nochmals versiegelt oder abgedichtet werden, um sicherzustellen, dass kein Kühlmittel in diesen Stellen, die mechanisch am meisten beansprucht sind, austreten kann. Denkbar ist auch, dass statt einer Biegestelle im Bereich der Windungen 150 ein kleiner Aufsatz bzw. ein Zwischenstück eingefügt wird, um diejenigen Abschnitte der Vorlaufleitung 115 bzw. der Rücklaufleitung 120 miteinander zu verbinden. Eine solche Einfügung eines zusätzlichen Elementes erfordert jedoch einen weiteren Herstellungsschritt, in welchem beispielsweise ein Verkleben oder Verschweißen der einzelnen Teilstücke der Vorlaufleitung 115 bzw. der Rücklaufleitung 120 vorgenommen wird.

Denkbar ist auch, dass mehrere Vorlaufleitungen 115 und mehrere Rücklaufleitungen 120 vorgesehen sind, die beispielsweise gemeinsam vom Kühlmitteleinlass 125 gespeist werden oder Kühlmittel über den Kühlmittelauslass 135 ausgeben können. In der Figur 1 ist dies beispielsweise aus dem linken Teilbereich erkennbar, in welchem eine weitere Vorlaufleitung 115' und eine weitere Rücklaufleitung 120' ersichtlich ist, die über den (gemeinsame) Kühlmitteleinlass 125 gespeist werden oder Kühlmittel über den (gemeinsamen) Kühlmittelauslass 135 ausgeben können. Auch hier kann wieder auf der Rückseite, d. h. dem Kühlmittel einlass 125 bzw. dem Kühlmittelauslass 135 gegenüberliegenden Seite eine Verbindung der weiteren Vorlaufleitung 115' mit der weiteren Rücklaufleitung 120' vorgesehen sein. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass durch eine parallele Struktur von Vorlaufleitungen und Rücklaufleitungen an möglichst allen Stellen auf der Oberfläche des Elektromotors 105 eine möglichst homogene Entwärmung realisiert werden kann.

Figur 2 zeigt eine schematische, perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Kühlgehäuses 100. Im Unterschied zu dem in der Figur 1 dargestellten Kühlgehäuse 100 sind nun die Windungen 150 der Vorlaufleitung 115 bzw. der Rücklaufleitung 120 nicht in der gleichen Ebene wie die geraden Teilstücke dieser Leitungen angeordnet, die sich in die Haupterstreckungsrichtung des Kühlgehäuses 100 erstrecken. Vielmehr sind die Windungen 150 in einem geringeren radialen Abstand zur Achse 145 angeordnet, was beispielsweise dadurch erfolgen kann, dass diese Windungen seitlich des Elektromotors 105 umgeklappt oder umgebogen werden können. Hierdurch kann beispielsweise auch die Vorlaufleitung 115 und die Rücklaufleitung 120 derart geführt werden, dass im Bereich der Windungen 150 die Rücklaufleitung 120 unter der Vorlaufleitung 115 hindurchgeführt wird (d. h. näher an der Achse 145 geführt wird). Vorteilhaft ist eine solche Auslegung des Kühlgehäuses 100 auch dadurch, dass einerseits durch die umgeklappten Windungen 150 nicht nur auf der Mantelfläche des Elektromotors 105 Wärme abgeführt werden kann, sondern auch an einem Teil der Grundflächen. Auf diese Weise kann eine nochmals verbesserte Wärmeabfuhrmöglichkeit durch das Kühlgehäuse 100 realisiert werden. Zugleich kann auch durch die zusätzliche Biegung 200 eine weitere Umlenkung und damit Verwirbelungen des Kühlmittels in der betreffenden Leitung erfolgen, sodass an an diesen Stellen eine Kühlwirkung besonders hoch ist.

Auch kann ist in der Figur 2 eine weitere Symmetrieachse 210 dargestellt, die beispielsweise andeutet, dass in dem gestrichelt dargestellten rechten Bereich des Elektromotors als zu kühlendem Element 105 auch ein entsprechender Teil des umgebenden Kühlgehäuses 100 vorgesehen ist, der jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Figur 2 nicht näher dargestellt ist.

Zusammenfassend ist anzumerken, dass der hier vorgestellte Ansatz beispielsweise für einen Elektromotor mit einer beispielhaften Wassermantel-Kühlung als Kühlgehäuse 100 eingesetzt werden kann. Dabei sind in dem hier vorgeschlagenen Design benachbarte gegenläufige Kühlkanäle vorgesehen.

In dem hier vorgestellten Kühlsystem können die Einlassstutzen (d. h. der Kühlmitteleinlass 125) und Auslassstutzen (d. h. der Kühlmittelauslass 135) nebeneinander angeordnet werden und die Kühlkanäle nebeneinander werden in entgegengesetzter Richtung durchströmt. Dies führt zu einer gleichmäßigen Kühlleistung und damit zu einer symmetrisch gleichmäßigen Temperaturverteilung im Gehäuse und Statorkern, wenn das zu kühlende Element 105 als ein Elektromotor ausgebildet ist.

Die Leitungen der Kühlleitungseinheit 110, also beispielsweise die Vorlaufleitung 115 und die Rücklaufleitung 120 können in einer gegossenen, bearbeiteten und/oder stranggepressten Form, beispielsweise als Profilgehäuse von elektrischen Maschinen realisiert werden. Durch den hier vorgestellten Ansatz kann eine deutliche Erhöhung der Kühlleistung und eine homogene Temperaturverteilung sowohl im zu kühlenden Element als auch in dem Kühlmittel erreicht werden. Es kann somit eine „Eliminierung“ von „Hot Spots“ auf der Oberfläche des zu kühlenden Elementes erreicht werden. Durch den hier vorgestellten Ansatz kann auch eine Kühlung von Lagerschilden, Schlägen und interner Ventilationsluft (Rotor) ermöglicht werden. Ferner ist ein geringer Druckabfall durch die Verwendung von zwei parallelen "Wegstrecken"- Kühllösungen (im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen in Mäander- oder Drallform) zu befürchten. Sehr günstig hinsichtlich einer Herstellungsweise ist ferner, dass eine Position des Einlass- und Auslassanschlusses nahe beieinander, auf einer Seite erfolgen kann und/oder dass die Position der Einlass- und Auslassanschlüsse gespiegelt werden kann sodass eine Leitungsführung von zum Kühlgehäuse externen Anschlüssen vereinfacht werden kann.

Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht eine Implementierung von beispielsweise feinen Kühlkanälen in extrudierten Profilen. Auch können zwei parallele Pfade realisiert werden, wobei jeder Pfad aus beispielsweise zwei parallelen Kanälen umgesetzt ist. Auf diese Weise kann eine einfache Eliminierung von „Hot Spots“ im Kühlmantel des Gehäuses eines zu kühlenden Elementes erreicht werden. Dies führt weiterhin zu einer Erhöhung der Effizienz der Kühlleistung und beispielsweise auch einem geringeren Druckabfall im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen. Das hier vorgestellte Design ist beispielsweise einsetzbar in allen Strangpressteilen z. B. Batteriekühlsystemen.

Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Betreiben eines mit einem Kühlgehäuse gemäß einer hier vorgestellten Variante versehenen zu kühlenden Elements. Fas Verfahren 300 umfasst einen Schritt 310 des Einleitens von Kühlmittel durch die Vorlaufleitung und die Rücklaufleitung, um einen durch den Kühlgehäuse aufgenommenen zu kühlenden Element zu kühlen.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Kühlgehäuses 100 als kompaktem Element, in dem Kühlleitungen eingebettet sind, die in den Figuren 1 und 2 als Innenkomponenten des Kühlgehäuses dargestellt sind. Speziell ist aus der Fig. 4 erkennbar, dass die Vorlaufleitung 115 und die Rücklaufleitung 120 als Öffnungen in einem Material des Kühlgehäuses 100 eingebettet sind. Aus dieser Darstellung, die den realitätsnahen Aufbau des Kühlgehäuses 100 zeigt, ist ferner auch erkennbar, dass die Darstellung der Kühlleitungseinheit gemäß den Figuren 1 und 2 lediglich die Leitungen bzw. die Leitungsführung der Vorlaufleitung 115 und die Rücklaufleitung 120 zeigt, um die Funktion des hier vorgestellten Ansatzes näher zu erläutern.

Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden.

B ezugszei chenli ste

100 Kühlgehäuse

105 zu kühlendes Element, Elektromotor

110 Kühlleitungseinheit

115 Vorlaufleitung

115 ‘ weitere V orl auf! eitung

120 Rücklaufleitung

120‘ weitere Rücklaufleitung

125 Kühlmittel einlass

130 Verbindungsstelle

135 Kühlmittelauslass

140 Wärmeübertragungswand

145 (Symmetrie-) Achse

150 Biegestelle Verbindungselement

155 Tasche

160 Versiegelungselement

200 zusätzliche Biegung

210 weitere Symmetrieachse

300 Verfahren zum Betreiben eines Kühlgehäuses

310 Schritt des Einleitens