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Title:
COOLING ASSEMBLY, CONTROL DEVICE, AND PROCESS FOR MANUFACTURING A COOLING ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/025359
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cooling assembly comprising a cooling element (10) through which a fluid can flow for cooling purposes, at least one housing piece (11, 12), and a support (13, 14) for supporting components to be cooled, the support (13, 14) being arranged on the cooling element (10), and the housing piece (11, 12) being arranged on the support (13, 14) in such a way that one support (13, 14) and one housing piece (11, 12) jointly form a self-contained unit.

Inventors:
UNSELD THOMAS (DE)
MAUCHER ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/DE2022/200175
Publication Date:
March 02, 2023
Filing Date:
August 03, 2022
Export Citation:
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Assignee:
CONTINENTAL AUTOMOTIVE TECH GMBH (DE)
International Classes:
H05K7/20
Foreign References:
DE102019209657A12021-01-07
JP2010167871A2010-08-05
US20210011534A12021-01-14
DE102018221420A12020-06-18
DE102013004007A12014-09-25
DE102013226145A12015-06-18
DE102004028740B42007-09-27
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Claims:
Patentansprüche

1. Kühlanordnung, umfassend ein Kühlelement (10), welches zur Kühlung mit Fluid durchströmt werden kann, mindestens ein Gehäuseteil (11 , 12), und einen Träger (13, 14) zum Tragen von zu kühlenden Komponenten, wobei der Träger (13, 14) am Kühlelement (10) angeordnet ist, und das Gehäuseteil (11, 12) am Träger (13, 14) derart angeordnet ist, dass der Träger (13, 14) und ein Gehäuseteil (11, 12) eine geschlossene Einheit bilden.

2. Kühlanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (13, 14) mehrere Teile umfasst, die am Kühlkörper (10) sind, oder einteilig ausgestaltet ist und den Kühlkörper (10) umschließt.

3. Kühlanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei gegenüberliegenden Seiten des Kühlelements (10) jeweils ein Träger (13, 14) und ein Gehäuseteil (11, 12) angeordnet sind, die jeweils eine geschlossene Einheit bilden.

4. Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in/am Kühlelement (10) mindestens ein Fluidförderer angeordnet ist (15, 16, 17, 18, 19).

5. Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluidzähler zum Ermitteln des Fluiddurchflusses in/am Kühlelement (10) vorgesehen ist.

6. Kühlanordnung nach Anspruch 4 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidförderer in Abhängigkeit vom ermittelten Fluiddurchfluss gesteuert wird.

7. Kühlanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Fluidzähler ein Ultraschallfluidzähler mit einer Ultraschallmessstrecke vorgesehen ist und sich die Ultraschallmessstecke innerhalb des Kühlelements (10) befindet. Kühlanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, d a d u r c h gekennzeichnet, dass als Fluidförderer ein Ventilator (15, 16, 17, 18), insbesondere ein Axial-, Radial-, Diagonal- oder Tangentialventilator, oder eine Pumpe vorgesehen ist. Steuereinrichtung (2) dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (2) eine Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst. Verfahren zur Herstellung einer Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-8, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:

- Bereitstellen eines Kühlelements (10), welches zur Kühlung mit Fluid durchströmt werden kann,

-Anordnen eines Trägers (13, 14) zum Tragen von zu kühlenden Komponenten am Kühlelement (10), und

-Anordnen eines Gehäuses (11, 12) am Träger (13, 14), derart, dass der T räger (13, 14) und ein Gehäuseteil (11, 12) eine geschlossene Einheit bilden.

Description:
Beschreibung

Kühlanordnung, Steuereinrichtung sowie Verfahren zur Herstellung einer Kühlanordnung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige Kühlanordnung für eine Steuereinrichtung, eine entsprechende Steuereinrichtung, insbesondere eine Steuereinrichtung, durch die eine (teil-) automatisierte Steuerung eines Fahrzeuges erfolgen kann, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung/Steuereinrichtung.

Technologischer Hintergrund

Moderne Fortbewegungsmittel, wie Kraftfahrzeuge oder Motorräder, werden zunehmend mit Fahrerassistenzsystemen ausgerüstet, welche mit Hilfe von Sensorsystemen die Umgebung erfassen, Verkehrssituation erkennen und den Fahrer unterstützen, z. B. durch einen Brems- oder Lenkeingriff oder durch die Ausgabe einer optischen oder akustischen Warnung. Als Sensorsysteme zur Umgebungserfassung werden regelmäßig Radarsensoren, Lidarsensoren, Kamerasensoren oder dergleichen eingesetzt. Aus den durch die Sensoren ermittelten Sensordaten können anschließend Rückschlüsse auf die Umgebung gezogen werden, womit z. B. eine Objekt- und/oder Umgebungsklassifizierung bzw. ein Umfeldmodell erstellt werden kann. Ferner ist die Umgebungserfassung nahezu unverzichtbar im Bereich des (teil-) autonomen Fahrens, sodass ein besonderes Interesse an der Fort- und Weiterentwicklung der entsprechenden Systeme besteht. Zur Ansteuerung von Aktoren (Bremse, Motor, Getriebe und dergleichen) und/oder Sensoren sowie zur Berechnung und Steuerung von Fahr- und Assistenzfunktionen werden in der Regel elektronische Steuergeräte (Electronic Control Unit, ECU) bzw. Steuereinrichtungen eingesetzt. Die Anforderungen an derartige Steuergeräte in der Automobilindustrie werden zunehmend größer, was zu immer höheren Rechen- und Verlustleistungen der Steuergeräte führt. Die dadurch entstehende Wärme wird bisher über externe wasserdurchströmte Kühlplatten, Lüfter oder durch Kühlrippen abgleitet.

Hierbei sind Formen von Kühlmethoden bekannt, bei denen durch natürliche Konvektion erwärmte Luft aufsteigt, so dass sich nachströmende Luft erwärmt und dann ebenfalls aufsteigt. Ferner kann auch eine erzwungene Konvektion vorgesehen sein, bei der z. B. mittels Ventilatoren ein Luftstrom über die zu kühlenden Bauteile geblasen oder gesogen wird, wodurch die erwärmte Luft abgeführt wird. Weiterhin gibt es Flüssigkeitskühlsysteme, bei denen die zu kühlenden Bauteile durch Kühlflüssigkeiten gekühlt werden (z. B. aktiv indem die Kühlflüssigkeit mittels Pumpe an den zu kühlenden Bauteilen vorbeigeführt wird). Zudem sind zahlreiche Mischformen und Varianten zu den aufgezeigten Systemen sowie weitere Kühlmöglichkeiten bekannt. Bei den bisher verwendeten Techniken muss die Wärme jedoch immer über (mehrere) Medien transportiert werden, bis sie mit Lüftern oder Kühlplatten abgeleitet werden kann. Eine direkte Ableitung von den Bauteilen ist in der Regel schwer zu realisieren.

Druckschriftlicher Stand der Technik

Aus der DE 10 2004 028 740 B4 ist ein kombiniertes Kühl-/Klimasystem für Kraftfahrzeuge zum Kühlen elektrischer und/oder elektronischer Bauteile des Kraftfahrzeugs des Kraftfahrzeugs bekannt. Hierbei wird das bestehende Klimasystem, in der Form einer Heizung mit Gebläse oder einer Klimaanlage, zum Kühlen elektrischer bzw. elektronischer Bauteile des Kraftfahrzeugs genutzt, indem durch eine Rückführung der Kühlluft in den Ansaugtrakt des Lüfters des Klimasystems eine nahezu völlige Kompensation des Eingriffs auf das Klimasystem bewirkt wird. Somit kann ein symmetrischer Abgriff von Luft aus dem Klimasystem als Kühlluft ermöglicht werden, ohne die Symmetrie des Klimasystems wesentlich zu stören. Aufgabe der vorliegenden Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nunmehr darin, eine Kühlanordnung und eine entsprechende Steuereinrichtung anzugeben, womit ein guter Wärmeübergang zwischen Kühlkörper bzw. Kühlelement und Gehäuse erreicht wird und die aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile in einfacher, platzsparender und kostengünstiger Weise überwunden werden.

Lösung der Aufgabe

Die vorstehende Aufgabe wird durch die gesamte Lehre des Anspruchs 1 sowie der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.

Erfindungsgemäß umfasst die Kühlanordnung ein Kühlelement, welches zur Kühlung mit Fluid durchströmt werden kann, mindestens ein Gehäuseteil und einen Träger zum Tragen von zu kühlenden Komponenten (z. B. Leiterplatten, Leistungselektronik, Schaltkreise, Prozessoren und dergleichen), wobei der Träger am Kühlelement angeordnet ist und das Gehäuseteil am Träger derart angeordnet ist, dass der Träger oder ein Trägerteil und ein Gehäuseteil jeweils eine in sich geschlossene Einheit bilden. Daraus resultiert der Vorteil, dass eine Optimierung der Kühlleistung, des Bauraumes, des Gewichts und der Komplexität des Gesamtaufbaus erzielt werden kann. Bisher sind hierzu mehrere verschiedene Komponenten bzw. Bauteile zu kombinieren. Ferner kann die Anzahl der zu verwendenden Bauteile sowie die Herstell- und Bearbeitungsprozesse reduziert werden, wodurch der Zeit- und Kostenaufwand in besonderem Maße reduziert werden kann.

Zweckmäßigerweise kann der Träger mehrere Teile umfassen, die z. B. an mehreren Seiten des Kühlkörpers angeordnet bzw. befestigt sind. Alternativ kann der Träger auch einteilig ausgestaltet sein. In praktischer Weise kann der Träger den Kühlkörper dabei rahmenartig umschließen bzw. umgeben. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann an zwei gegenüberliegenden Seiten des Kühlelements jeweils ein Trägerteil oder der Träger (im Falle eines umgebenden Trägers) angeordnet sein, wobei an beiden gegenüberliegenden Seiten des Kühlelements jeweils ein Gehäuseteil angeordnet ist, welches jeweils mit dem Träger bzw. dem Trägerteil jeweils eine geschlossene Einheit bildet.

Zweckmäßigerweise kann in/am Kühlelement mindestens ein Fluidförderer angeordnet sein. Dadurch kann die Durchströmung mit Fluid ermöglicht und/oder geregelt werden.

Ferner kann ein Fluidzähler zum Ermitteln des Fluiddurchflusses in/am Kühlelement vorgesehen sein.

Gemäß einer besonderen Ausführung kann der Fluidförderer in Abhängigkeit vom ermittelten Fluiddurchfluss gesteuert werden. Das heißt, der Fluidförderer kann situationsabhängig auf die jeweils vorliegenden Durchströmungsbedingungen angepasst werden, so dass z. B. die Leistung des Fluidförderers erhöht wird, wenn mehr Fluiddurchfluss bzw. mehr Kühlung benötigt wird.

Vorzugsweise kann als Fluidzähler ein Ultraschallfluidzähler mit einer Ultraschallmessstrecke vorgesehen sein, wobei sich die Ultraschallmessstecke innerhalb des Kühlelements befindet. Ultraschallfluidzähler umfassen in der Regel eine Ultraschallmessstecke, welche zwischen zwei Ultraschallwandlern aufgespannt ist und ggf. über Reflektoren umgeleitet wird, und sind hinreichend bekannt. Hinsichtlich der vorliegenden Ausgestaltung kann beispielsweise ein Paar Ultraschallwandler am Kühlkörper bzw. in der Wandung des Kühlkörpers angeordnet werden.

In bevorzugter Weise kann als Fluidförderer ein Ventilator, insbesondere ein Axial-, Radial-, Diagonal- oder Tangentialventilator, und/oder ein Verdichter und/oder eine Pumpe vorgesehen sein. Neben- oder untergeordnet umfasst die vorliegende Erfindung auch eine Steuereinrichtung, die eine erfindungsgemäße Kühlanordnung umfasst, insbesondere eine Steuereinrichtung zum Steuern von Aktoren und Sensoren vorzugsweise im Bereich der Fahrzeug- und Automobiltechnik. Hierbei handelt es sich insbesondere um Steuereinrichtungen, welche Fahrerassistenzfunktionen bis hin zu automatisierten Fahrzeugsteuerungen bereitstellen, indem sie die Sensordaten der Sensoren verwenden, um das Umfeld zu erfassen und auf Aktoren des Fahrzeuges zur Fahrzeugsteuerung zugreifen.

Ferner offenbart die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung und somit auch einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung. Das Herstellungsverfahren umfasst dabei folgende Verfahrensschritte in der angegeben Reihenfolge:

- Bereitstellen eines Kühlelements, welches zur Kühlung mit Fluid durchströmt werden kann, danach

- Anordnen eines Rahmens bzw. eines Trägers zum Tragen von zu kühlenden Komponenten am Kühlelement, und danach

- Anordnen eines Gehäuses bzw. von Gehäuseteilen am Träger, derart, dass der Träger oder jeweils ein Trägerteil und ein Gehäuseteil jeweils eine geschlossene Einheit bilden.

Explizit wird hierbei das Kühlelement als zentrales Bauteil gesehen, um das der Rahmen und dann das Gehäuse angeordnet wird. Dementsprechend umfasst die vorliegende Erfindung auch jegliche erfindungsgemäße Kühlanordnung gemäß aller möglichen Ausgestaltungsvananten, die anhand des Herstellungsverfahrens hergestellt wurde.

Beschreibung der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zweckmäßigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Ausgestaltung eines Fahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung;

Fig. 2 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung;

Fig. 3 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung;

Fig. 4 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung;

Fig. 5 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung;

Fig. 6 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung;

Fig. 7 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung, sowie

Fig. 8 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.

Bezugsziffer 1 in Fig. 1 bezeichnet ein Fahrzeug mit verschiedenen Aktoren (Lenkung 3, Motor 4, Bremse 5), welches eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung 2 (ECU, Electronic Control Unit oder ADCU, Assisted and Automated Driving Control Unit) aufweist, durch die eine (teil-) automatisierte Steuerung des Fahrzeuges 1 erfolgen kann, z. B. indem die Steuereinrichtung 2 auf die Aktoren des Fahrzeuges 1 zugreifen kann. Zudem weist die Steuereinrichtung 2 eine Speichereinheit auf, um z. B. einen Algorithmus, Steueranweisungen oder Muster zu speichern. Ferner weist das Fahrzeug 1 Sensoren zur Umfelderfassung auf: einen Radarsensor 6, einen Lidarsensor 7 und eine Frontkamera 8 sowie mehrere Ultraschallsensoren 9a-9d, deren Sensordaten zur Umfeld- und Objekterkennung genutzt werden, sodass verschiedene Assistenzfunktionen, wie z. B. Notbremsassistent (EBA, Electronic Brake Assist), Abstandsfolgeregelung (ACC, Adaptive Cruise Control), Spurhalteregelung bzw. ein Spurhalteassistent (LKA, Lane Keep Assist), Parkassistent oder dergleichen, realisiert werden können. Die Ausführung der Assistenzfunktionen erfolgt dabei über die Steuereinrichtung 2 bzw. dem dort hinterlegten Algorithmus.

In Fig. 2 ist eine Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung 2 mit erfindungsgemäßer Kühlanordnung gezeigt, wobei die Steuereinrichtung 2 links in montierter Form und rechts als Explosionsdarstellung gezeigt ist.

Erfindungsgemäß wird das Steuergerät bzw. die Steuereinrichtung 2 zentral um ein Kühlprofil bzw. Kühlelement 10 aufgebaut. Das Kühlelement 10 ist hier explizit nicht als ein zusätzliches Bauteil vorgesehen, wie es bisher im Stand der Technik mehrfach eingesetzt wird, sondern das Kühlelement 10 bildet den „Kem der Konstruktion“. Alle anderen Bauteile bzw. Komponenten werden somit an der Kühlung bzw. dem Kühlelement 10 ausgerichtet. Zur Kühlung wird hierbei ein wärmeleitendes Profil (z. B. ein Strangpressteil oder dergleichen) verwendet, welches zur Kühlung wahlweise mit verschiedenen Fluiden bzw. Kühlmedien (z. B. Wasser, Glykol, Luft oder dergleichen) durchströmt wird. In Fig. 2 ist das Kühlelement 10 als Kühlplatte ausgestaltet, welche mit einem Kühlmittel bzw. Kühlmedium, wie Wasser oder Glykol, durchströmt wird. Hierzu kann am Kühlelement 10 z. B. ein Kühlkreislauf mit Kühlmittelreservoir und Förderpumpe angeschlossen sein (in den Fig. nicht dargestellt). Der weiße Pfeil in Fig. 2 gibt dabei exemplarisch die Durchströmungsrichtung des Kühlmittels an.

Das Kühlelement 10 ist umschlossen von einem Träger 13, 14, insbesondere Leiterplattenträger (PCB-Träger), bzw. einem Rahmen auf dem oder um diesen herum ein schützendes Gehäuse (z. B. ein oder zwei Deckel oben/unten) aufgebracht werden kann. Das heißt der Träger 13, 14 kann entweder mehrteilig sein bzw. mehrere Teile umfassen, die an mehreren Seiten des Kühlkörpers 10 angeordnet bzw. befestigt werden, oder der Träger 13, 14 kann einteilig bzw. aus einem Stück gefertigt sein, dass den Kühlkörper 10 umgibt bzw. umschließt. In Fig. 2 ist als Gehäuse ein zweiteiliges Gehäuse umfassend Deckel bzw. Gehäuseteil 11 und Deckel bzw. Gehäuseteil 12 vorgesehen (d. h. Gehäuse umfassend Ober- und Unterschale). Auf dem Träger 13, 14 können dann elektronische Komponenten z. B. eine Leiterplatte (nicht dargestellt) angeordnet werden, wobei diese zwischen Gehäuseteil 11 , 12 und Träger 13, 14, insbesondere geklemmt, und relativ zum Kühlelement 10 positioniert werden, um die relevanten elektronischen Komponenten zu kühlen. Die Gehäuseteile 11 , 12 weisen dabei keinen direkten Kontakt zum Kühlelement 10 auf. Es können auf jeder Seite des Trägers 13, 14 Leiterplatten angeordnet werden, so dass damit beide Seiten des Kühlers bzw. des Kühlelements 10 zum kühlen verwendet werden können. In anderen Worten sind an zwei gegenüberliegenden Seiten des Kühlelements 10 jeweils ein Träger 13, 14 und ein dazugehöriges Gehäuseteil 11 , 12 angeordnet, die jeweils eine geschlossene Einheit bilden. Wahlweise kann jedoch auch nur eine Seite des Kühlelements 10 verwendet werden, um einen Träger 13 bzw. Träger 14 daran anzuordnen, der dann mit einem entsprechenden Gehäuseteil 11 bzw. Gehäuseteil 12 eine geschlossene Einheit bildet.

Der Kühlkörper bzw. das Kühlelement 10 wird entweder durch ein extern hinzugefügtes Kühlmedium (z. B. Wasser/Glykol, Kühlkreislauf Auto, oder dergleichen) durchströmt, wie in Fig. 2 gezeigt, oder durch einen internen Lüfter bzw. Ventilator 15 mit Kühlmedium (insbesondere Luft) versorgt, wie in Fig. 3 gezeigt. Der Ventilator 15 wird dabei direkt im/am thermisch leitenden Kühlelement 10 positioniert und kühlt durch den Luftstrom das Kühlelement 10 ab. Der Ventilator 15 ist derart am Kühlelement 10 angeordnet, dass dieser Luft ansaugt und in das Kühlelement 10 fördert (dargestellt anhand der schwarzen Pfeile). In gleicher Weise kann auch ein Ventilator am anderen Ende des Kühlelements 10 angeordnet werden, so dass dieser Luft aus dem Kühlelement 10 ansaugt und aus dem Kühlelement 10 fördert.

In gleicher Weise können auch an beiden Enden Ventilatoren 15, 16 angeordnet werden, wie in Fig. 4 gezeigt. Die Kühlleistung wird dadurch noch zusätzlich verbessert. Bei den Ventilatoren 15, 16 handelt es sich um Axialventilatoren, bei denen durch die Rotation von Schaufeln die Luft aufgenommen und in axialer Richtung gefördert wird, wobei keine oder nahezu keine radiale Luftbewegung erfolgt. Ferner ist es auch denkbar, andere Ventilatorarten einzusetzen, z. B. Radial-, Diagonal- oder Tangentialventilatoren.

Gattungsgemäße Radialventilatoren umfassen eine Turbine und ein (Spiral-) Gehäuse mit Laufrad. Das Laufrad eines solchen Ventilators ist in der Regel ein Hohlzylinder, in dem die Schaufeln der Turbine angeordnet sind. Bei der Bewegung des Laufrades strömt die zwischen den Schaufeln befindliche Luft von der Mitte in radialer Richtung und wird gleichzeitig zusammengepresst. Durch die Zentrifugalkraft wird die Luft in das Spiralgehäuse verdrängt, danach strömt sie in die Ansaugöffnung. Radialventilatoren haben den Vorteil, dass sie im Vergleich zu Axialventilatoren in der Regel bei gleichbleibender Leistung, geringere Drehzahlen erfordern, geräuschärmer arbeiten und weniger Montageplatz benötigen. Demgegenüber sind sie jedoch meist kostenaufwendiger. In Fig. 5 ist eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung 2 gezeigt, bei der Ventilator 16 als Radialventilator ausgestaltet ist. In gleicher Weise wie die Ausgestaltung nach Fig. 4 kann auch ein zweiter Radialventilator vorgesehen sein, wie anhand der Ventilatoren 16, 17 in Fig. 6 gezeigt. Darüber hinaus sind auch Mischformen aus unterschiedlichen Ventilatorarten denkbar, z. B. dass ein Radial- und ein Axialventilator vorgesehen ist.

In Fig. 7 ist eine Ausgestaltung der Steuereinrichtung 2 gezeigt, bei der ein Fluid als Kühlmedium das Kühlelement 10 durchströmt. Hierzu ist ein Fluidförderer 19 vorgesehen, der im Kühlelement 10 angeordnet ist. Als Fluidförderer 19 kann ein Ventilator vorgesehen sein (z. B. zur Förderung von Luft). Alternativ kann aber auch eine Pumpe vorgesehen sein, falls als Kühlmedium ein flüssiges Kühlmittel vorgesehen ist.

In Fig. 8 ist eine Ausgestaltung der Steuereinrichtung 2 gezeigt, bei der nur ein Träger 13 auf einer Seite des Kühlelements 10 vorgesehen ist, sodass nur eine Seite des Kühlelements 10 zum kühlen verwendet wird. Dementsprechend wurde auch das Gehäuse angepasst, wobei die untere Schale bzw. der Gehäuseteil 12 kleiner ausgestaltet worden ist als die obere Schale bzw. der gegenüberliegende, obere Gehäuseteil 11 .

Darüber hinaus kann ein Fluidzähler (z. B. ein Ultraschallzähler, umfassend zwei Ultraschallsensoren, Ultraschallmessstrecke und ggf. Reflektoren) vorgesehen sein. Die Ausgestaltung derartiger Fluidzähler sind hinreichend bekannt. In praktischer Weise kann der Fluidzähler im/am Kühlelement 10 angeordnet werden, so dass sich die Messstrecke des Fluidzählers innerhalb des Kühlelements 10 befindet. Dadurch kann der aktuelle Fluiddurchfluss ermittelt werden, wobei die Ventilatoren 15, 16, 17, 18 bzw. der Fluidförderer 19 in Abhängigkeit vom gemessenen Durchfluss zum benötigten Durchfluss angesteuert werden können (d. h. die Fördermenge kann geregelt bzw. erhöht und/oder gesenkt werden). Ein benötigter Durchfluss kann sich dabei daraus ergeben, dass bei bestimmten festlegbaren Temperaturen (z. B. gemessen mittels Temperatursensoren in der Steuereinrichtung 2 bzw. auf dem Träger 13, 14 oder der Leiterplatte) ein festlegbarer Durchfluss eingestellt werden kann. Dadurch kann beispielsweise der Durchfluss und damit die Kühlleistung erhöht werden, wenn sich die Temperatur ebenfalls erhöht.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung ein „geschlossenes“ System mit integrierter Kühlung, mit welcher auch strenge EMV (Elektromagnetische Verträglichkeits)-Anforderungen in der Automobilindustrie erfüllt werden können. Das Zielprinzip liegt dabei darin den Aufbau bei der Herstellung ausgehend von der Kühlung (z. B. Kühlplatte) zu realisieren, wobei dann die elektronischen, zu kühlenden Komponenten (z. B. Leiterplatte) ergänzt und danach z. B. mit umschließenden Gehäusedeckel bzw. Gehäuseteil geschlossen zu werden. Demgegenüber zeigt der Stand der Technik in der Regel das Prinzip, dass die zu kühlenden Komponenten mit einem umschließenden Gehäuse realisiert werden und anschließend eine Kühlung (z. B. Kühlplatte oder Kühlkreislauf) hinzugefügt wird.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind zum einen, dass durch die Integrierte Kühlung nur ein Bauteil im Fahrzeug verbaut werden muss und nicht wie bisher mehrere Bauteile (z. B. Gehäuse und Kühlung) und zum anderen, dass die aktive Kühlung wesentlich einfacher umgesetzt werden als bisher kann, sodass aufwendige passive Kühlungen ersetzt werden können, wodurch günstigere Materialien wie Kunststoff anstatt Metalldruckguss einsetzbar sind. Bei der Flüssigvariante muss nur ein entsprechender Kreislauf angeschlossen werden. Demgegenüber sind bei der Luftvariante alle wesentlichen Bauteile und Steuerungen in der Steuereinrichtung integriert. Dadurch, dass ein variabler Rahmen vorliegt, können verschiedene PCB-Stacks im gleichen Konzept umgesetzt werden, ohne große Anpassungen vornehmen zu müssen. Ferner sind wärmeleitende Profile (z. B. Strangpressteile) in der Regel kostengünstiger als bisherige Kühllösungen (z. B. „Heatpipes“ und vergleichbare Lösungen). Darüber hinaus bietet die Lösung eine Gewichtsreduzierung und die Einsparung von Bauraum in besonderem Maße.

Aufgrund der einfachen Realisierung hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Lösung in nahezu jedem Steuergerät bzw. bei jeglicher Art von Leistungselektronik eingesetzt werden kann, wo hohe Temperaturen erzeugt werden und eine Kühlung erforderlich ist. Ferner kann die Kühlanordnung auch zum Erwärmen einer zu erwärmenden Komponente eingesetzt werden (sozusagen als Heizanordnung), indem diese mit einem Medium befüllt wird, welches Wärme an eine zu erwärmende Komponente abgibt. Hierzu kann die Kühlvorrichtung in einfacher Weise über die Anschlüsse an einen Heizkreislauf angeschlossen werden, um mit Heizmedium versorgt zu werden, welches das Kühl- bzw. Heizelement durchströmt.

Bezugszeichenliste

1 Fahrzeug

2 Steuereinrichtung

3 Lenkung

4 Motor

5 Bremse

6 Radarsensor

7 Lidarsensor

8 Frontkamera

9a-9d Ultraschallsensor

10 Kühlelement

11 Gehäuseteil

12 Gehäuseteil

13 Träger

14 Träger

15 Ventilator

16 Ventilator

17 Ventilator

18 Ventilator

19 Fluidförderer