Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zur Fluidkühlung einer passiven Fehlerstromschutzeinrichtung, vorzugsweise einer Hochvolt-Schmelzsicherung. Die Erfindung umfasst ferner eine Vorrichtung zur Absicherung eines Hochvoltstromkreises eines Fahrzeugs, umfassend eine solche Kühlvorrichtung und eine passive Fehlerstromschutzeinrichtung.

Der Fortschritt der E-Mobilität, insbesondere im Nutzfahrzeugbereich, verlangt immer höhere Ladeleistungen für die schnelle Aufladung der Hochvolt-Fahrzeugbatterien. Zur Absicherung des Ladekreises werden passive Fehlerstromschutzeinrichtungen, meist in Form von Hochvolt-Schmelzsicherungen verwendet. Passive Fehlerstromschutzeinrichtungen wie die Hochvoltschmelzsicherungen werden im Ladepfad des Fahrzeugs in Kombination mit Hochvoltschützen für die elektrische Absicherung des Ladepfads zwischen Ladesäule und Elektrofahrzeug verwendet. Die Hochvolt-Schmelzsicherungen müssen hohe Ladeströme sicher tragen können und dennoch bei einem Kurzschluss eine schnelle Trennung des Fehlerstromkreises gewährleisten können. Diese Anforderungen (hohe Stromtragfähigkeit auf der einen Seite und schnelles Trennen des Fehlerstroms auf der anderen Seite) stehen physikalisch in Konkurrenz zueinander und sind nur auf Kosten des jeweils anderen umsetzbar. Die beiden Ladestandards ISO17409 und ISO5474-3 geben beispielsweise Grenzwerte für den maximal zulässigen Fehlerstrom für den Ladekreis vor.

Aus der Praxis sind Ansätze bekannt, wobei die Kühlung der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung passiv erfolgt, primär über die zur elektrischen Kontaktierung angeschlossenen Kupferschienen. Nachteilig hieran ist, dass die möglichen dauerhaften Ladeströme allerdings limitiert sind, da eine thermische Überlastung der Sicherung während des normalen Ladebetriebs auftreten kann. Weiter ist es so nicht möglich Ladeströme von größer 1.000A über die Hochvoltschmelzsicherung zu leiten. Eine einfache Vergrößerung der Hochvoltschmelzsicherung führt zur Verletzung der vorgegeben Grenzwertewerte der ISO- Standards.

Aus dem Stand der Technik sind ebenfalls spezielle aktiv fluid-gekühlte Schaltungsanordnungen mit Schmelzsicherung bekannt. So beschreibt die Offenbarungsschrift WO 2018/069141 A1 eine Schaltungsanordnung mit einer Schmelzsicherung, bei der die Sicherung in Form einer Schichtanordnung auf einem Kühlkörper ausgebildet ist. Die Schichtanordnung wird dabei über ein Brückenelement geführt, das durch zwei Materialaussparungen des Kühlkörpers gebildet wird. Um den Schmelzbereich der Schichtanordnung bereitzustellen, wird im Bereich des Brückenelements gezielt ein Wärmestau provoziert. Der Schmelzpunkt, d. h. eine Stromstärke, bei welcher die Leiterschicht schmilzt, lässt sich durch Einstellung der Breite und Form des Brückenelements, sowie durch die Schichtdicken und das gewählte Leitermaterial der Schichtanordnung festlegen. Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass für jede Anwendung, für die eine Fehlerstromschutzeinrichtung benötigt wird, eine neue, aufwändige Dimensionierung des Brückenelements, sowie der Schichtanordnung erfolgen muss, somit nur spezielle Ausführungen von Schmelzsicherungen eingesetzt werden können.

Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, eine Technik bereitzustellen, die ohne die Nachteile der bestehenden Lösungen auskommt, oder die diese Nachteile zumindest vermindert. Diese Aufgabe wird durch die Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.

Gemäß einem allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Kühlvorrichtung zur Fluidkühlung einer passiven Fehlerstromschutzeinrichtung bereitgestellt. Die passive Fehlerstromschutzeinrichtung umfasst einen Sicherungskörper mit einem darin angeordneten Verbindungsleiter. Der Sicherungskörper weist zu beiden Enden jeweils einen Anschlusskontakt auf, der mit dem Verbindungsleiter in Verbindung steht. Die passive Fehlerstromschutzeinrichtung ist in einer bevorzugten Ausführungsform als Hochvolt- Schmelzsicherung ausgeführt. Der Verbindungsleiter ist in diesem Fall ein Schmelzleiter.

Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung umfasst einen Kühlkörper, zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Kühlkörpers angeordnete Anschlussbereiche zur Aufnahme der Anschlusskontakte der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung, zwei Fluidanschlüsse, vorzugsweise zum Anschluss an einen Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeugs, und einen die beiden Fluidanschlüsse fluidisch verbindenden, im Innern des Kühlkörpers verlaufender Kühlkanal für ein Kühlfluid.

Der Kühlkörper weist zwischen den Anschlussbereichen eine Ausnehmung, beispielsweise eine Vertiefung, zur abschnittsweisen flächigen Aufnahme des Sicherungskörpers auf. Hierbei verläuft der Kühlkanal entlang mindestens einer Seitenwandung der Ausnehmung. Unter einer Ausnehmung zur abschnittsweisen flächigen Aufnahme des Sicherungskörpers wird verstanden, dass der Sicherungskörper in die Ausnehmung gelegt und/oder eingebracht ist und/oder werden kann und dort mit zumindest einem Abschnitt des Sicherungskörpers flächig aufliegt, d. h. einen flächigen Kontakt innerhalb der Aufnahme zur Wandung des Kühlkörpers ausbildet. Die Ausnehmung ist hierzu bevorzugt wannenförmig (wannenartig) ausgeführt.

Die beschriebene Kühlvorrichtung ermöglicht eine vorteilhafte aktive Fluidkühlung einer passiven Fehlerstromschutzeinrichtung. Dadurch ist es möglich eine kleinere Hochvoltschmelzsicherung mit schneller Auslösecharakteristik zu verwenden, welche die Grenzwerte der ISO- Standards einhält und durch die aktive Fluidkühlung thermisch nicht überlastet bzw. nicht bei hohen DC-Ladeströmen größer 1.000A fehlerhaft auslöst. Die Kühlvorrichtung ermöglicht, dass das Kühlfluid durch den Kühlkanal vorteilhaft seitlich an der passiven Fehlerstromschutzvorrichtung vorbeigeführt werden kann und gleichzeitig über den flächigen Kontakt der Ausnahme des Kühlkörpers zur passiven Fehlerstromschutzvorrichtung eine effektive thermische Kopplung erfolgt. Dies ermöglicht eine besonders effektive Fluidkühlung der passiven Fehlerstromschutzvorrichtung. Des Weiteren ist es mit dieser Kühlvorrichtung möglich, standardisierte, kommerziell erhältliche Hochvolt- Schmelzsicherungen, zu kühlen, so dass ein kostengünstiger und wirtschaftlicher Einsatz erreicht wird.

Mittels der Fluidanschlüsse kann der Kühlkörper an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen werden, so dass Kühlmittel durch einen der Fluidanschlüsse eingangsseitig in den Kühlkanal hineinfließt, und durch den anderen der Fluidanschlüsse ausgangsseitig austritt. Durch die so erreichte Kühlung des Sicherungskörpers kann der maximale Stromfluss durch den Ladekreis erhöht werden. Es findet durch die Kühlung z.B. eine Erhöhung des von der Sicherung zu tragenden Dauerstroms statt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Kühlvorrichtung ist der Kühlkanal um die Ausnehmung herumgeführt und/oder weist einen U-förmigen Verlauf auf. Diese verbessert die aktive Kühlwirkung des Kühlkörpers, insbesondere kann eine gute Kühlung der Seitenwandung der Ausnehmung realisiert werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Fluidanschlüsse in Bezug auf die Ausnehmung an einem gleichen Ende des Kühlkörpers angeordnet sind. Dies ermöglicht eine möglichst lange Kühlstrecke und ferner einen einfachen Anschluss der Kühlvorrichtung an einen Kühlmittelkreislauf, wobei die Länge der benötigen Anschluss-Kühlmittelleitungen möglichst kurzgehalten werden kann. Vorzugsweise können die Anschlussbereiche der Kühlvorrichtung jeweils eine plane Auflagefläche und/oder ein Loch, vorzugsweise ein Langloch, aufweisen zur kraftschlüssigen Befestigung und elektrischen Kontaktierung der Anschlusskontakte. Dies ist besonders vorteilhaft zur Aufnahme von Anschlusskontakten in Form von Stromschienen. Die planen Auflageflächen der Anschlusskontakte dienen als Auflagefläche für die Stromschienen. Durch das Loch kann eine Schraube gesteckt werden, so dass die Stromschiene sicher kraftschlüssig am Kühlkörper befestigbar ist. Durch die Wahl geeigneter, elektrisch leitender Materialien wird gleichzeitig die elektrische Kontaktierung vorgenommen. Die Verwendung eines Langlochs anstelle eines kreisförmigen Lochs ermöglicht größere Flexibilität beim Einbau.

Bevorzugt wird der Kühlkörper aus einem thermisch leitfähigen, elektrisch isolierenden Material hergestellt. Das Material kann beispielhaft Kunststoff oder ein Keramik-Material sein. Ein thermisch leitfähiges Material ermöglicht eine besonders gute und gleichmäßige Kühlung des Sicherungskörpers, während die Wahl eines elektrisch isolierenden Materials zur Sicherung gegenüber Kurzschlüssen im gesamten Ladekreis beiträgt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Absicherung eines Hochvoltstromkreises eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Diese Vorrichtung zur Absicherung eines Hochvoltstromkreises wird nachfolgend kurz als Vorrichtung bezeichnet. Die Vorrichtung umfasst eine passive Fehlerstromschutzeinrichtung, vorzugsweise eine Hochvolt-Schmelzsicherung, sowie eine Kühlvorrichtung zur Fluidkühlung der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung, wie sie jeweils vorstehend beschrieben wurden. D. h., die passive Fehlerstromschutzeinrichtung weist einen Sicherungskörper mit einem darin angeordneten Verbindungsleiter auf, wobei der Sicherungskörper zu beiden Enden jeweils einen Anschlusskontakt aufweist, der mit dem Verbindungsleiter in Verbindung steht.

In einer bevorzugten Ausführungsform steht der in der Ausnehmung aufgenommene Abschnitt des Sicherungskörpers zumindest teilweise im flächigen Kontakt mit einer Wandung der Ausnehmung. Der flächige Kontakt des Sicherungskörpers mit der Wandung der Ausnehmung ermöglicht eine effektive und gleichmäßige Kühlung des Sicherungskörpers, wie vorstehend bereits erläutert wurde.

Bevorzugt ist eine Oberflächenform und Abmessung der Ausnehmung form korrespondierend zu einer Oberflächenform und Abmessung des in der Ausnehmung aufgenommenen Abschnitts des Sicherungskörpers ausgeführt. Entsprechend kann dadurch ein möglichst großer flächiger Kontakt zwischen Kühlkörper und Sicherungskörper erzielt werden.

Vorstehend wurde festgestellt, dass die Ausnehmung wannenartig ausgeführt sein kann. Eine vorteilhafte Ausführungsvariante hiervon sieht vor, dass die wannenartige Ausnehmung so geformt ist, dass ein Sicherungskörper zumindest abschnittsweise eingesetzt werden kann. Die Kontur der Ausnehmung kann dabei so ausgeformt sein, dass sie der Außenkontur des Sicherungskörpers folgt oder an diese angepasst ist, so dass ein möglichst großflächiger Kontakt zwischen der Mantelfläche des Sicherungskörpers und der Seitenwandung der Ausnehmung besteht. Der Sicherungskörper muss nicht vollständig in den Kühlkörper versenkt werden. Es ist auch möglich, dass der untere Teil des Sicherungskörpers in den Kühlkörper eingesetzt wird und der andere Teil des Sicherungskörpers oberhalb des Kühlkörpers hinausragt. In diesem Fall folgt die Kontur der Seitenwandung der Ausnehmung demjenigen Teil des Sicherungskörpers, der in der Ausnehmung versenkt werden soll. Damit die Kontur der Seitenwandung der Ausnehmung der Außenkontur des Sicherungskörpers folgt, müssen die Konturen nicht zwangsweise identisch sein. So können zum Beispiel fertigungsbedinge Abrundungen oder Abflachungen, genauso wie zusätzliche Aussparungen zur Verlegung von Kontakten im Bereich der Ausnehmung des Kühlkörpers vorgesehen sein.

Als Hochvoltsicherung kann eine an sich aus der Praxis bekannte Hochvoltsicherung verwendet werden. Handelsübliche Ausführungsvarianten umfassen Varianten mit zylindrischem Sicherungskörper, (engl. high voltage round body fuses), und Varianten mit quaderförmigem Sicherungskörper, (engl. high voltage square body fuses).

Der Sicherungskörper kann entsprechend im Hinblick auf diese üblichen Ausführungen von Hochvoltschmelzsicherungen - lediglich beispielhaft - zylinderförmig ausgeführt sein. Die Auflagefläche der Ausnehmung für den Sicherungskörper ist dann zylindermantelsegmentförmig ausgeführt. Ein Zylindermantelsegment meint ein Kreissegment, das entlang des normalen Vektors der Kreissegmentfläche linear extrudiert wurde. Alternativ kann der Sicherungskörper und eine Ausnehmung für den Sicherungskörper jeweils quaderförmig ausgeführt sein. Dabei können die Kanten der Quader mit Abrundungen versehen sein. Die Kantenlängen des quaderförmigen Sicherungskörpers und der quaderförmigen Ausnehmung müssen nicht identisch sein. Der Vorteil dieser Ausführungen ist die Verwendungsmöglichkeit von kommerziell erhältlichen passiven Fehlerstromschutzeinrichtungen, die über zylinderförmige oder quaderförmige Sicherungskörper verfügen. Die entsprechend zylindermantelsegmentförmig ausgeführte Auflage der Ausnehmung oder die quaderförmige Ausnehmung ermöglichen eine effiziente und gleichmäßige Kühlung dieser kommerziell erhältlichen Sicherungskörper.

Es wird jedoch betont, dass die Ausgestaltung der Ausnehmung bzw. deren Auflagefläche nicht auf diese zwei Varianten beschränkt ist, und entsprechend eine andere Formgebung aufweisen kann, insbesondere für den Fall, dass eine Hochvoltschmelzsicherung gekühlt werden soll, die eine von der quader- oder zylindrischen Form abweichende Bauform des Sicherungskörpers aufweist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zwei Kühlvorrichtungen zur Fluidkühlung der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung, wobei die zwei Kühlvorrichtungen, insbesondere deren Kühlkörper, um 180° zueinander gedreht aufeinandergestapelt sind, so dass die beiden Ausnehmungen der zwei Kühlvorrichtungen den Sicherungskörper schalenartig umgeben. Auf diese Weise kann der Sicherungskörper von allen Seiten gleichmäßig gekühlt werden, so dass es an keiner Stelle innerhalb des Sicherungskörpers zu einem Hitzestau kommt. Entsprechend kann die Kühlung weiter verbessert werden. Ferner wird ein modularer Ansatz realisiert, da die Vorrichtung modulartig aus zwei, vorzugsweisen baugleichen, Kühlvorrichtungen aufgebaut ist.

Die zwei Fluidanschlüsse der aufeinander gestapelten Kühlvorrichtungen können jeweils so angeordnet sein, dass die zwei Kühlvorrichtungen über die Fluidanschlüsse fluidisch parallel oder in Reihe mit einem externen Kühlkreislauf verbunden und/oder verbindbar sind. Wenn die Kühlvorrichtungen fluidisch parallel mit einem externen Kühlkreislauf verbunden werden sollen, dann haben beiden Kühlvorrichtungen jeweils zwei eigene Fluidanschlüsse zum externen Kühlkreislauf. Sollen die beiden Kühlvorrichtungen dagegen fluidisch in Reihe mit einem externen Kühlreislauf verbunden werden, dann sind die beiden übereinander gestapelten Kühlkanäle fluidisch über zwei der Fluidanschlüsse verbunden, während einer der verbleibenden anderen beiden Fluidanschlüssen als Eingangsanschluss und der andere als Ausgangsanschluss in Bezug auf den externen Kühlkreislauf dienen.

Durch die Möglichkeit zur Verbindung der Kühlkanäle in Reihe oder in paralleler Anordnung kann darauf eingegangen werden, wie der externe Kühlkreislauf aufgebaut ist. Dabei können zum Beispiel die Art der Leitungen, der vorhandene Platz, oder die Temperatur des Kühlmittels eine Rolle spielen. Wenn zum Beispiel nur sehr wenig Raum zum Verlegen von Leitungen vorhanden ist, kann es sinnvoll sein, eine fluidische Reihenschaltung mit insgesamt zwei Fluidanschlüssen auf den Außenseiten zu wählen, so dass nur zwei externe Fluidleitungen verlegt werden müssen. Sollte dagegen die Temperaturstabilität des Sicherungskörpers besonders kritisch sein, könnte eine fluidische Parallelschaltung der beiden Kühlkörper gewählt werden.

Ferner kann in einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zur Verbesserung der thermischen Kontaktierung eine Wärmeleitpaste oder ein Wärmeleitpad zwischen Sicherungskörper und der Wandung der Ausnehmung vorgesehen sein. Sollte die Form der Seitenwandung der Ausnehmung nicht perfekt mit der Mantelfläche des Sicherungskörpers übereinstimmen, zum Beispiel fertigungsbedingt oder durch unterschiedliche Oberflächenstrukturen, kann die Wärmeleitpaste oder das Wärmeleitpad optional die Unebenheiten ausgleichen, so dass trotzdem ein größtmöglicher thermischer Kontakt zwischen Kühlkörper und Sicherungskörper besteht.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, umfassend eine Kühlvorrichtung entsprechend einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Bevorzugt ist das Kraftfahrzeug ein Nutzfahrzeug. Mit anderen Worten kann es sich bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug handeln, das durch seine Bauart und Einrichtung zur Beförderung von Personen, zum Transport von Gütern oder zum Ziehen von Anhängerfahrzeugen ausgelegt ist. Vorzugsweise ist das Fahrzeug hierbei eine Sattelzugmaschine, d. h. ein Fahrzeug zum Ziehen eines Sattelaufliegers bzw. Trailers. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Fahrzeug um eine Sattelzugmaschine ohne einen angekoppelten Sattelauflieger.

Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen

Figur 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Absicherung eines Hochvoltstromkreises eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform;

Figur 2 eine schematische Darstellung einer Hochvoltschmelzsicherung; und

Figur 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform, bei der zwei Kühlkörper um 180° zueinander gedreht aufeinandergestapelt sind. Figur 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung 13 zur Absicherung eines Hochvoltstromkreises eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs.

Die Vorrichtung 13 umfasst eine Kühlvorrichtung 1 zur Fluidkühlung einer passiven Fehlerstromschutzeinrichtung, vorzugsweise einer Hochvolt-Schmelzsicherung.

Die Kühlvorrichtung 1 umfasst einen Kühlkörper 2, zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Kühlkörpers 2 angeordnete Anschlussbereiche 7 zur Aufnahme der Anschlusskontakte einer herkömmlichen Hochvoltschmelzsicherung, zwei Fluidanschlüsse 8, und einen die beiden Fluidanschlüsse 8 fluidisch verbindenden, im Innern des Kühlkörpers 2 verlaufenden Kühlkanal 9 für ein Kühlfluid.

Der Kühlkanal 9 weist einen U-förmigen Verlauf auf und erstreckt sich entlang der Seitenwandungen der Ausnehmung 10. Der Kühlkörper 2 zeichnet sich durch eine zwischen den Anschlussbereichen 7 angeordnete wannenartige Ausnehmung 10 aus, die zur abschnittsweisen, flächigen Aufnahme der Hochvoltschmelzsicherung dient, insbesondere zur flächigen Aufnahme des Sicherungskörpers 4 der Hochvoltschmelzsicherung, was nachfolgend noch erläutert wird.

In Figur 1 ist nur der Sicherungskörper 4 der Hochvoltschmelzsicherung teilweise dargestellt. Die Hochvoltschmelzsicherung 3 ist in Figur 2 schematisch dargestellt. Wie in Figur 2 gezeigt ist, umfasst die Hochvoltschmelzsicherung 3 einen Sicherungskörper 4 mit einem darin verlaufenden Verbindungsleiter 5, auch als Schmelzleiter bezeichnet, der die beiden Enden des Sicherungskörpers 4 miteinander verbindet. Der Sicherungskörper 4 weist zu beiden Enden jeweils einen Anschlusskontakt 6 auf, der mit dem Verbindungsleiter 5 elektrisch in Verbindung steht.

Sollte der Stromfluss im Stromkreis, beispielsweise durch einen Kurzschluss, zu groß werden, steigt die Temperatur des Verbindungsleiters 5 über dessen Schmelzpunkt, so dass der Verbindungsleiter 5 schmilzt und so der Stromkreis unterbrochen wird. Der Mantel des Sicherungskörpers 4 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, so dass der Lichtbogen, der beim Unterbrechen des Stromkreises entsteht, vom Sicherungskörper absorbiert wird und so der restliche Stromkreis vor weiteren Schäden geschützt wird. Häufig sind die Sicherungskörper zusätzlich mit einem granulären Material wie Quarzsand gefüllt, um den Lichtbogen möglichst schnell und sicher löschen zu können. Derartige Hochvoltsicherungen 3 sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt und sind häufig mit zylindrischen (wie in Figur 2 gezeigt) oder quaderförmigen Sicherungskörpern 4 ausgeführt.

Bezugnehmend wieder auf Figur 1 ist dort der Sicherungskörper 4 einer zylinderförmigen Hochvolt-Schmelzsicherung durch die beiden Kreise schematisch angedeutet. Der Kühlkörper 2 der Kühlvorrichtung 1 besteht aus einem thermisch leitfähigen, elektrisch isolierenden Material, zum Beispiel Kunststoff oder einem Keramikmaterial. Das Kühlmittel für den Kühlkanal 9 wird von einem externen Kühlkreislauf (nicht dargestellt) bereitgestellt. Der externe Kühlkreislauf wird mit den beiden Fluidanschlüssen 8 mit dem Kühlkanal 9 verbunden. Das Kühlmittel fließt durch einen der Fluidanschlüsse 8 in den Kühlkanal 9 hinein, kühlt dort das Material des Kühlkörpers 2, und fließt dann durch den anderen Fluidanschluss 8 in den externen Kühlkreislauf zurück. Der Kühlkanal 9 verläuft um die Wandung der Ausnehmung 10 herum. Dadurch, dass der Kühlkörper aus thermisch leitfähigem Material besteht, wird die Wandung der Ausnehmung 10 gleichmäßig von dem Kühlmittel gekühlt, so dass der Sicherungskörper 4, der sich im thermischen Kontakt mit der Ausnehmung 10 befindet, ebenfalls gleichmäßig gekühlt wird.

Um eine größtmögliche Kühlung des Sicherungskörpers 4 gewährleisten zu können, steht eine der Ausnehmung 10 zugewandte Seite des Sicherungskörpers 4 der Hochvoltschmelzsicherung in flächigen Kontakt mit der wannenartigen Ausnehmung 10. Um eine solche flächige Aufnahme des Sicherungskörpers in der wannenartigen Ausnehmung 10 zu gewährleisten, entspricht die Kontur der Ausnehmung 10 möglichst genau der Mantelfläche des Sicherungskörpers 4. Anders ausgedrückt ist eine Oberflächenform und Abmessung der Ausnehmung 10 formkorrespondierend zu einer Oberflächenform und Abmessung des in der Ausnehmung 10 aufgenommenen Abschnitts des Sicherungskörpers 4 ausgeführt. Ist der Sicherungskörper 4 wie im vorliegenden Beispiel zylinderförmig ausgeführt, ist die Auflagefläche der Ausnehmung 10 für den Sicherungskörper 4 hierzu korrespondierend zylindermantelsegmentförmig ausgeführt, mit einer Krümmung, die der Krümmung des Sicherungskörpers entspricht, um einen möglichst guten flächigen Kontakt zu ermöglichen. Abweichung der beiden Formen sind allerdings möglich, zum Beispiel zur Verlegung elektrischer Kontakte. Hierdurch kann eine besondere effektive Kühlung der Hochvoltschmelzsicherung erzielt werden.

Zur elektrischen Kontaktierung der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung 3 mit einem externen Stromkreis (nicht dargestellt) sind die beiden Anschlussbereiche 7 zur Aufnahme der Anschlusskontakte 6 des Sicherungskörpers 4 vorgesehen. Im hier dargestellten Fall bestehen die Anschlussbereiche 7 aus Plättchen aus einem elektrisch leitfähigem Material mit planer Oberfläche 12, in die jeweils ein Loch 11 , in diesem Fall ein Langloch, eingelassen wurde. Die Anschlusskontakte 6 des Sicherungskörpers 4 werden mit den Anschlussbereichen 7 in Kontakt gebracht. Eine externe Stromleitung, zum Beispiel eine Stromschiene aus Kupfer, wird dann auf die Oberfläche 12 der Anschlussbereiche 7 gelegt. Eine Schraube wird anschließend durch das Langloch 11 gesteckt und verbindet kraftschlüssig den Anschlusskontakt 6, den Anschlussbereich 7 und die externe Stromschiene. Die Stromschiene kann optional dabei gleichzeitig sowohl als Stromleitung zum Ladekreis des Fahrzeugs, als auch als Haltestruktur für die Kühlvorrichtung 1 fungieren. Dabei können mehrere der gezeigten Vorrichtungen im Rahmen einer modularen Bauweise zusammengeschaltet werden um unterschiedliche Sicherungsaspekte eines Ladekreises möglichst flexibel adressieren zu können. Dabei können sowohl die elektrischen, als auch die fluidischen Strom- bzw. Kühlkreise als Parallelschaltung oder als Reihenschaltung ausgeführt werden.

Der durch die gestrichelte Linie A angedeutete Schnitt durch die Kühlvorrichtung stimmt mit der Schnittebene der nachfolgend erläuterten Figur 3 überein.

Figur 3 zeigt einen Querschnitt äquivalent zu dem Schnitt entlang der Linie A durch eine Ausführung der Erfindung, bei der zwei Kühlvorrichtungen 1 zur Fluidkühlung der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung 3 um 180° zueinander gedreht aufeinandergestapelt sind. Die Vorrichtung besteht aus zwei Kühlkörpern 2, deren Ausnehmungen 10 einander zugewandt sind.

Während die Ausnehmung 10 bei einer einzelnen Kühlvorrichtung 1 eine einseitig geöffnete, wannenartige Form besitzt, entsteht durch die Stapelung der zwei Kühlvorrichtungen 1 ein umschlossener Hohlraum zur Aufnahme der passiven Fehlerstromschutzeinrichtung 3. Die beiden Kühlkanäle 9 laufen jeweils U-förmig um die Seitenwandung der Ausnehmungen 10 herum, so dass die Seitenwandungen, und damit der in die Ausnehmung 10 einsetzbare Sicherungskörper 4, möglichst gleichmäßig gekühlt wird. Zur Verbesserung des thermischen Kontakts zwischen dem Sicherungskörper 4 und den beiden Kühlkörpern 2 befindet sich jeweils ein Wärmeleitmittel 14 zwischen dem Sicherungskörper und den beiden Kühlkörpern. In der hier dargestellten Ausführungsform befinden sich die Fluidanschlüsse 8 alle auf der rechten Seite der Kühlvorrichtung, werden durch die gewählte Schnittebene und den Verzicht auf die Darstellung verdeckter Kanten aber nicht dargestellt. Durch die Stapelung der beiden Kühlkörper 2 befinden sich zu beiden Seiten des Sicherungskörpers 4 jeweils zwei Kontaktbereiche 7 zur elektrischen Kontaktierung. Es ist dabei möglich nur jeweils einen der beiden Kontaktbereiche 7 kraftschlüssig mit einer externen Stromschiene zu verbinden. Die elektrische Kontaktierung der Anschlusskontakte 6 kann ebenfalls ausschließlich an diesem Kontaktbereich vorgenommen werden. Derjenige

Kühlkörper 2, der nicht mit der Stromschiene verbunden wurde, ist in diesem Fall nicht Teil des elektrischen Ladekreises des Fahrzeugs, sondern dient ausschließlich der verbesserten Kühlung des Sicherungskörpers.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.

Bezugszeichenliste

1 Kühlvorrichtung

2 Kühlkörper

3 Passive Fehlerstromschutzeinrichtung, z. B. Hochvoltschmelzsicherung 4 Sicherungskörper

5 Verbindungsleiter

6 Anschlusskontakt

7 Anschlussbereiche zur Aufnahme der Anschlusskontakte

8 Fluidanschlüsse 9 Kühlkanal

10 Ausnehmung zur Aufnahme des Sicherungskörpers

11 Loch zur kraftschlüssigen Befestigung und elektrischen Kontaktierung

12 Plane Auflagefläche

13 Vorrichtung zur Absicherung eines Hochvoltstromkreises 14 Wärmeleitmittel, z.B. Wärmeleitpaste oder Wärmeleitpad