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Title:
MULTIWAY VALVE FOR A COOLING SYSTEM OF AN ELECTRIC VEHICLE, COOLING SYSTEM, AND ELECTRIC VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/263010
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a multiway valve (8) for a cooling system of an electric vehicle, comprising a housing (10) with a plurality of first housing openings (B, C, D) and at least one second housing opening (A, E; E), each opening being designed to be fluidically connected to an external flow channel for a fluid, and a valve body (24) which is rotatably arranged in the housing (10) for fluidically connecting at least two of the aforementioned housing openings (A to E; B to E) of the housing (10). A seal (26) is arranged between the housing (10) and the valve body, the first housing openings (B, C, D) are arranged on a first plane of the housing (10), and the at least one second housing opening (A, E; E) is arranged on a second plane of the housing (10), wherein the valve body has a first connection channel (28) and a second connection channel (30).

Inventors:
TIEMEYER SEBASTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/084783
Publication Date:
December 22, 2022
Filing Date:
December 08, 2021
Export Citation:
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Assignee:
HELLA GMBH & CO KGAA (DE)
International Classes:
F16K11/085
Foreign References:
US20200200284A12020-06-25
US20170152957A12017-06-01
Attorney, Agent or Firm:
BRINGEMEIER, Ulrich (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Mehrwegeventil (8) für ein Kühlsystem (6) eines Elektrofahrzeugs, umfassend ein Gehäuse (10) mit einer Mehrzahl von ersten Gehäuseöffnungen (B, C, D) und mindestens einer zweiten Gehäuseöffnung (A, E; E), jeweils zur strömungsleitenden Verbindung mit einem externen Strömungskanal für ein Fluid, und einen in dem Gehäuse (10) um eine Drehachse (22) drehbar angeordneten Ventilkörper (24) zur strömungsleitenden Verbindung von mindestens zwei der vorgenannten Gehäuseöffnungen (A, B, C, D, E; B, C, D, E) des Gehäuses (10), wobei zwischen dem Gehäuse (10) und dem Ventilkörper (24) eine Dichtung (26) mit zu den ersten Gehäuseöffnungen (B, C, D) in dem Gehäuse (10) korrespondierenden Dichtungsöffnungen zur Abdichtung der strömungsleitenden Verbindungen gegenüber der freien Umgebung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Gehäuseöffnungen (B, C, D) in einer senkrecht zu der Drehachse (22) angeordneten ersten Ebene des Gehäuses (10) und die mindestens zweite Gehäuseöffnung (A, E; E) in einer senkrecht zu der Drehachse (22) und zu der ersten Ebene entlang der Drehachse (22) versetzt angeordneten zweiten Ebene des Gehäuses (10) angeordnet sind, wobei der Ventilkörper (24) einen ersten Verbindungskanal (28) und einen von dem ersten Verbindungskanal (28) strömungstechnisch getrennten zweiten Verbindungskanal (30) aufweist, und wobei zum einen der erste Verbindungskanal (28) lediglich mit den ersten Gehäuseöffnungen (B, C, D) und zum anderen der zweite Verbindungskanal (30) kontinuierlich mit der mindestens einen zweiten Gehäuseöffnung (E, A; E) verbunden ist und in Abhängigkeit der Drehlage des Ventilkörpers (24) gleichzeitig mit mindestens einer der ersten Gehäuseöffnungen (B, C, D) verbindbar ist. 2. Mehrwegeventil (8) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrwegeventil (8) mindestens drei, bevorzugt genau drei, erste Gehäuseöffnungen (B, C, D) aufweist.

3. Mehrwegeventil (8) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrwegeventil (8) mindestens zwei, bevorzugt genau zwei, zweite Gehäuseöffnungen (E, A) aufweist.

4. Mehrwegeventil (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Verbindungskanal (28, 30) des Ventilkörpers (24) jeweils als ein Teil eines ringförmigen, bevorzugt eines kreisringförmigen, Kanals ausgebildet sind.

5. Mehrwegeventil (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (26) als ein integraler Bestandteil des Gehäuses (10) und/oder des Ventilkörpers (24) ausgebildet ist.

6. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung als ein separates Bauteil des Mehrwegeventils ausgebildet ist.

7. Mehrwegeventil (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) zweischalig und/oder der Ventilkörper (24) einteilig ausgebildet ist. 8. Kühlsystem (6) für ein Elektrofahrzeug, umfassend ein Mehrwegeventil (8) und eine Mehrzahl von mit dem Mehrwegeventil (8) strömungsleitend verbundenen externen Strömungskanälen für ein Fluid, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrwegeventil (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.

9. Kühlsystem (6) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrwegeventil (8) und die externen Strömungskanäle derart aufeinander abgestimmt ausgebildet und angeordnet sind, dass mittels des Mehrwegeventils (8) in einem ersten Schaltzustand des Mehrwegeventils (8) ein Antriebskreislauf (12) des Kühlsystems (6) mit einem Elektromotor (2) zum Antrieb des Elektrofahrzeugs gleichzeitig mit einem Kühlkreislauf (14) des Kühlsystems (6) mit einem wärmeübertragend an eine freie Umgebung angeschlossenen Radiator (16) und einem Batteriekreislauf (18) des Kühlsystems (6) mit einer Batterie (4) zur Energieversorgung des Elektromotors (2) strömungsleitend verbindbar ist, und/oder, dass mittels des Mehrwegeventils (8) in einem zweiten Schaltzustand des Mehrwegeventils (8) ein Antriebskreislauf (12) des Kühlsystems (6) mit einem Elektromotor (2) zum Antrieb des Elektrofahrzeugs lediglich mit einem Batteriekreislauf (18) des Kühlsystems (6) mit einer Batterie (4) zur Energieversorgung des Elektromotors (2) strömungsleitend verbindbar ist, und/oder, dass mittels des Mehrwegeventils (8) in einem dritten Schaltzustand des Mehrwegeventils (8) ein Antriebskreislauf (12) des Kühlsystems (6) mit einem Elektromotor (2) zum Antrieb des Elektrofahrzeugs lediglich mit einem Kühlkreislauf (14) mit einem wärmeübertragend an eine freie Umgebung angeschlossenen Radiator (16) strömungsleitend verbindbar ist, und/oder, dass mittels des Mehrwegeventils (8) in einem vierten Schaltzustand des Mehrwegeventils (8) das Fluid lediglich in einem Antriebskreislauf (12) des Kühlsystems (6) mit einem Elektromotor (2) zum Antrieb des Elektrofahrzeugs zirkuliert. 10. Elektrofahrzeug, umfassend einen Elektromotor (2) zum Antrieb des

Elektrofahrzeugs, eine Batterie (4) zur Energieversorgung des Elektromotors (2) und ein Kühlsystem (6) zur Kühlung des Elektromotors (2) und/oder zur Kühlung der Batterie (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (6) nach Anspruch 8 oder 9 ausgebildet ist.

Description:
Mehrwegeventil für ein Kühlsystem eines Elektrofahrzeugs, Kühlsystem und

Elektrofahrzeug

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mehrwegeventil für ein Kühlsystem eines Elektrofahrzeugs der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art, ein Kühlsystem und ein Elektrofahrzeug.

Derartige Mehrwegeventile für Kühlsysteme von Elektrofahrzeugen, Kühlsysteme und Elektrofahrzeuge sind aus dem Stand der Technik in zahlreichen Ausführungsvarianten bereits bekannt. Die bekannten Mehrwegeventile umfassen dabei ein Gehäuse mit einer Mehrzahl von ersten Gehäuseöffnungen und mindestens einer zweiten Gehäuseöffnung, jeweils zur strömungsleitenden Verbindung mit einem externen Strömungskanal für ein Fluid, und einen in dem Gehäuse um eine Drehachse drehbar angeordneten Ventilkörper zur strömungsleitenden Verbindung von mindestens zwei der vorgenannten Gehäuseöffnungen des Gehäuses, wobei zwischen dem Gehäuse und dem Ventilkörper eine Dichtung mit zu den ersten Gehäuseöffnungen in dem Gehäuse korrespondierenden Dichtungsöffnungen zur Abdichtung der strömungsleitenden Verbindungen gegenüber der freien Umgebung angeordnet ist.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrwegeventil für ein Kühlsystem eines Elektrofahrzeugs, ein Kühlsystem und ein Elektrofahrzeug zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Mehrwegeventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die ersten Gehäuseöffnungen in einer senkrecht zu der Drehachse angeordneten ersten Ebene des Gehäuses und die mindestens eine zweite Gehäuseöffnung in einer senkrecht zu der Drehachse und zu der ersten Ebene entlang der Drehachse versetzt angeordneten zweiten Ebene des Gehäuses angeordnet sind, wobei der Ventilkörper einen ersten Verbindungskanal und einen von dem ersten Verbindungskanal strömungstechnisch getrennten zweiten Verbindungskanal aufweist, und wobei zum einen der erste Verbindungskanal lediglich mit den ersten Gehäuseöffnungen und zum anderen der zweite Verbindungskanal kontinuierlich mit der mindestens einen zweiten Gehäuseöffnung verbunden ist und in Abhängigkeit der Drehlage des Ventilkörpers gleichzeitig mit mindestens einer der ersten Gehäuseöffnungen verbindbar ist. Ferner wird dieses Problem durch ein Kühlsystem für ein Elektrofahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und durch ein Elektrofahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass ein Mehrwegeventil für ein Kühlsystem eines Elektrofahrzeugs, ein Kühlsystem und ein Elektrofahrzeug verbessert sind. Mittels des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils ist es möglich, eine Mehrzahl von externen Strömungskanälen eines Kühlsystems mit beispielsweise einer Mehrzahl von Fluidkreisläufen auf konstruktiv und schaltungstechnisch einfache Art und Weise anzusteuern. Mittels der Erfindung ist es somit möglich, eine Mehrzahl von üblichen Mehrwegeventilen einzusparen und durch lediglich ein einziges erfindungsgemäßes Mehrwegeventil zu ersetzen. Entsprechend sind der Montageaufwand und die Kosten sowie der dafür erforderliche Bauraum reduziert. Somit ist das erfindungsgemäße Kühlsystem für ein Elektrofahrzeug wesentlich kompakter und damit platzsparender aufbaubar.

Grundsätzlich ist das Mehrwegeventil nach Art, Funktionsweise, Material, Dimensionierung, Form und Anordnung in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils sieht vor, dass das Mehrwegeventil mindestens drei, bevorzugt genau drei, erste Gehäuseöffnungen aufweist. Die vorgenannte Anzahl von ersten Gehäuseöffnungen bei dem erfindungsgemäßen Mehrwegeventil hat sich für die Anwendung bei Kühlsystemen für Elektrofahrzeuge als besonders sinnvoll und damit vorteilhaft erwiesen. Dies gilt insbesondere für die bevorzugte Ausführungsform dieser Weiterbildung.

Entsprechendes gilt für eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils, nach der das Mehrwegeventil mindestens zwei, bevorzugt genau zwei, zweite Gehäuseöffnungen aufweist.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils sieht vor, dass der erste und/oder zweite Verbindungskanal des Ventilkörpers jeweils als ein Teil eines ringförmigen, bevorzugt eines kreisringförmigen, Kanals des Ventilkörpers ausgebildet sind. Auf diese Weise ist die Herstellung des ersten Verbindungskanals und/oder des zweiten Verbindungskanals wesentlich vereinfacht. Ferner ist dadurch eine platzsparende Anordnung des ersten und/oder des zweiten Verbindungskanals realisiert. Dies gilt insbesondere für die bevorzugte Ausführungsform dieser Weiterbildung.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils sieht vor, dass die Dichtung als ein integraler Bestandteil des Gehäuses und/oder des Ventilkörpers ausgebildet ist. Hierdurch entfällt die separate Lagerhaltung und Logistik sowie die Montage der Dichtung zwischen dem Gehäuse und dem Ventilkörper.

Eine dazu alternative vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils sieht vor, dass die Dichtung als ein separates Bauteil des Mehrwegeventils ausgebildet ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Dichtung speziell auf deren Dichtfunktion anzupassen und nicht etwa einen Kompromiss zwischen der Dichtfunktion und der Verbindung der Dichtung mit dem Gehäuse und/oder dem Ventilkörper bei der Auswahl der Dichtung zu finden. Ferner ist die als separates Bauteil ausgebildete Dichtung auch separat austauschbar.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils sieht vor, dass das Gehäuse zweischalig und/oder der Ventilkörper einteilig ausgebildet ist. Hierdurch entfällt, im Unterschied zu einem als mehrteiliges Bauteil ausgebildeten Ventilkörper, der Montageaufwand bei dem Ventilkörper. Ferner ist das Gehäuse des erfindungsgemäßen Mehrwegeventils bei einem zweischaligen Aufbau ebenfalls konstruktiv und fertigungstechnisch besonders einfach realisierbar. Entsprechend reduziert sich der Montageaufwand insgesamt. Auch die Lagerhaltung und die Logistik sind dadurch weiter vereinfacht.

Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Kühlsystem für ein Elektrofahrzeug nach Art und Funktionsweise ebenfalls in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kühlsystems sieht vor, dass das Mehrwegeventil und die externen Strömungskanäle derart aufeinander abgestimmt ausgebildet und angeordnet sind, dass mittels des Mehrwegeventils in einem ersten Schaltzustand des Mehrwegeventils ein Antriebskreislauf des Kühlsystems mit einem Elektromotor zum Antrieb des Elektrofahrzeugs gleichzeitig mit einem Kühlkreislauf des Kühlsystems mit einem wärmeübertragend an eine freie Umgebung angeschlossenen Radiator und einem Batteriekreislauf des Kühlsystems mit einer Batterie zur Energieversorgung des Elektromotors strömungsleitend verbindbar ist, und/oder, dass mittels des Mehrwegeventils in einem zweiten Schaltzustand des Mehrwegeventils ein Antriebskreislauf des Kühlsystems mit einem Elektromotor zum Antrieb des Elektrofahrzeugs lediglich mit einem Batteriekreislauf des Kühlsystems mit einer Batterie zur Energieversorgung des Elektromotors strömungsleitend verbindbar ist, und/oder, dass mittels des Mehrwegeventils in einem dritten Schaltzustand des Mehrwegeventils ein Antriebskreislauf des Kühlsystems mit einem Elektromotor zum Antrieb des Elektrofahrzeugs lediglich mit einem Kühlkreislauf mit einem wärmeübertragend an eine freie Umgebung angeschlossenen Radiator strömungsleitend verbindbar ist, und/oder, dass mittels des Mehrwegeventils in einem vierten Schaltzustand des Mehrwegeventils das Fluid lediglich in einem Antriebskreislauf des Kühlsystems mit einem Elektromotor zum Antrieb des Elektrofahrzeugs zirkuliert. Auf diese Weise ist das erfindungsgemäße Kühlsystem besonders sinnfällig und damit vorteilhaft für die Anwendung bei einem Elektrofahrzeug ausgebildet. Dies gilt insbesondere für den Fall, wenn eine Mehrzahl der vorgenannten Schaltzustände, insbesondere alle der vorgenannten Schaltzustände, mittels des erfindungsgemäßen Kühlsystems herstellbar sind.

Anhand der beigefügten, grob schematischen Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs mit dem das erfindungsgemäße Mehrwegeventil aufweisenden erfindungsgemäßen Kühlsystem in einem teilweisen Verfahrensschaltbild, Fig. 2 das Mehrwegeventil des ersten Ausführungsbeispiels in einer perspektivischen Einzeldarstellung,

Fig. 3a das erste Ausführungsbeispiel in analoger Darstellung zur Fig. 1 , in einem ersten Schaltzustand des Mehrwegeventils,

Fig. 3b das Mehrwegeventil des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Fig. 3a in einer seitlichen Schnittdarstellung,

Fig. 3c das Mehrwegeventil gemäß der Fig. 3a in einem Querschnitt,

Fig. 4a das erste Ausführungsbeispiel in analoger Darstellung zur Fig. 1 , in einem zweiten Schaltzustand des Mehrwegeventils,

Fig. 4b das Mehrwegeventil des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Fig. 4a in einer seitlichen Schnittdarstellung,

Fig. 4c das Mehrwegeventil gemäß der Fig. 4a in einem Querschnitt,

Fig. 5a das erste Ausführungsbeispiel in analoger Darstellung zur Fig. 1 , in einem dritten Schaltzustand des Mehrwegeventils,

Fig. 5b das Mehrwegeventil des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Fig. 5a in einer seitlichen Schnittdarstellung,

Fig. 5c das Mehrwegeventil gemäß der Fig. 5a in einem Querschnitt,

Fig. 6a das erste Ausführungsbeispiel in analoger Darstellung zur Fig. 1 , in einem vierten Schaltzustand des Mehrwegeventils,

Fig. 6b das Mehrwegeventil des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Fig. 5a in einer seitlichen Schnittdarstellung,

Fig. 6c das Mehrwegeventil gemäß der Fig. 5a in einem Querschnitt und Fig. 7 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs mit dem das erfindungsgemäße Mehrwegeventil aufweisenden erfindungsgemäßen Kühlsystem in einem teilweisen Verfahrensschaltbild.

In den Fig. 1 bis 6c ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs mit dem das erfindungsgemäße Mehrwegeventil aufweisenden erfindungsgemäßen Kühlsystem rein exemplarisch dargestellt.

Das als Personenkraftwagen ausgebildete Elektrofahrzeug ist lediglich teilweise dargestellt und umfasst einen Elektromotor 2 zum Antrieb des Elektrofahrzeugs, eine Batterie 4 zur Energieversorgung des Elektromotors 2 und ein Kühlsystem 6 zur Kühlung des Elektromotors 2 und zur Kühlung der Batterie 4.

Das Kühlsystem 6 umfasst ein Mehrwegeventil 8 und eine Mehrzahl von mit dem Mehrwegeventil 8 strömungsleitend verbundenen externen Strömungskanälen für ein Fluid, nämlich eine Kühlflüssigkeit des Kühlsystems 6. Die externen Strömungskanäle sind lediglich in den Verfahrensschaltbildern der Fig. 1 , Fig. 3a, 4a, 5a und 6a mittels durchgezogener Linien allgemein dargestellt und nicht näher bezeichnet. Sofern das Kühlmedium, also die Kühlflüssigkeit, in dem jeweiligen Kreislauf zirkuliert, ist dies durch eine breite durchgezogene oder breite gestrichelte Linie dargestellt. Das Fluid, also die Kühlflüssigkeit, ist in den Fig. 1 bis 6c nicht dargestellt.

Das Mehrwegeventil 8 umfasst bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 10 mit einer Mehrzahl von ersten Gehäuseöffnungen B, C, D und zwei zweiten Gehäuseöffnungen A, E, jeweils zur strömungsleitenden Verbindung mit einem der externen Strömungskanäle, und einen in dem Gehäuse 10 um eine Drehachse 22 drehbar angeordneten Ventilkörper 24 zur strömungsleitenden Verbindung von mindestens zwei der vorgenannten Gehäuseöffnungen A bis E des Gehäuses 10, wobei zwischen dem Gehäuse 10 und dem Ventilkörper 24 eine Dichtung 26 mit zu den ersten Gehäuseöffnungen B, C, D in dem Gehäuse 10 korrespondierenden Dichtungsöffnungen zur Abdichtung der strömungsleitenden Verbindungen gegenüber der freien Umgebung angeordnet ist. Die Dichtungsöffnungen sind in den entsprechenden Figuren nicht extra bezeichnet, da diese ja der jeweils korrespondierenden ersten Gehäuseöffnung B, C, D zugeordnet sind.

Die ersten Gehäuseöffnungen B, C, D sind in einer senkrecht zu der Drehachse 22 angeordneten ersten Ebene des Gehäuses 10 und die zweiten Gehäuseöffnungen A,

E sind in einer senkrecht zu der Drehachse 22 und zu der ersten Ebene entlang der Drehachse 22 versetzt angeordneten zweiten Ebene des Gehäuses 10 angeordnet, wobei der Ventilkörper 24 einen ersten Verbindungskanal 28 und einen von dem ersten Verbindungskanal 28 strömungstechnisch getrennten zweiten Verbindungskanal 30 aufweist, und wobei zum einen der erste Verbindungskanal 28 lediglich mit den ersten Gehäuseöffnungen B, C, D und zum anderen der zweite Verbindungskanal 30 kontinuierlich mit den zweiten Gehäuseöffnungen A, E verbunden ist und in Abhängigkeit der Drehlage des Ventilkörpers 24 gleichzeitig mit mindestens einer der ersten Gehäuseöffnungen B, C, D verbindbar ist.

Entsprechend weist das Mehrwegeventil 8 mindestens drei, nämlich genau drei, erste Gehäuseöffnungen B, C, D und mindestens zwei, nämlich genau zwei, zweite Gehäuseöffnungen A, E auf. Ferner geht aus den Fig. 3b, 3c, 4b, 4c, 5b, 5c und 6b,

6c hervor, dass der erste und der zweite Verbindungskanal 28, 30 des Ventilkörpers 24 jeweils als ein Teil eines ringförmigen, nämlich eines kreisringförmigen, Kanals ausgebildet sind. Darüber hinaus ist das Gehäuse 10 zweischalig und der Ventilkörper 24 einteilig ausgebildet.

Die Dichtung 26 kann beispielsweise als ein integraler Bestandteil des Gehäuses 10 und/oder des Ventilkörpers 24 ausgebildet sein. Denkbar ist aber auch, dass die Dichtung als ein separates Bauteil des Mehrwegeventils ausgebildet ist.

Das Mehrwegeventil 8 und die externen Strömungskanäle sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel derart aufeinander abgestimmt ausgebildet und angeordnet, dass mittels des Mehrwegeventils 8 in einem in den Fig. 3a bis 3c gezeigten ersten Schaltzustand des Mehrwegeventils 8 ein Antriebskreislauf 12 des Kühlsystems 6 mit dem Elektromotor 2 zum Antrieb des Elektrofahrzeugs gleichzeitig mit einem Kühlkreislauf 14 des Kühlsystems 6 mit einem wärmeübertragend an eine freie Umgebung angeschlossenen Radiator 16 und einem Batteriekreislauf 18 des Kühlsystems 6 mit der Batterie 4 zur Energieversorgung des Elektromotors 2 strömungsleitend verbindbar ist, und, dass mittels des Mehrwegeventils 8 in einem in den Fig. 4a bis 4c gezeigten zweiten Schaltzustand des Mehrwegeventils 8 der Antriebskreislauf 12 des Kühlsystems 6 mit dem Elektromotor 2 zum Antrieb des Elektrofahrzeugs lediglich mit dem Batteriekreislauf 18 des Kühlsystems 6 mit einer Batterie 4 zur Energieversorgung des Elektromotors 2 strömungsleitend verbindbar ist, und, dass mittels des Mehrwegeventils 8 in einem in den Fig. 5a bis 5c gezeigten dritten Schaltzustand des Mehrwegeventils 8 der Antriebskreislauf 12 des Kühlsystems 6 mit dem Elektromotor 2 zum Antrieb des Elektrofahrzeugs lediglich mit dem Kühlkreislauf 14 mit dem wärmeübertragend an eine freie Umgebung angeschlossenen Radiator 16 strömungsleitend verbindbar ist, und, dass mittels des Mehrwegeventils 8 in einem in den Fig. 6a bis 6c gezeigten vierten Schaltzustand des Mehrwegeventils 8 das Fluid, nämlich die Kühlflüssigkeit, lediglich in dem Antriebskreislauf 12 des Kühlsystems 6 mit dem Elektromotor 2 zum Antrieb des Elektrofahrzeugs zirkuliert.

Im Nachfolgenden wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Kühlsystems des Elektrofahrzeugs mit dem erfindungsgemäßen Mehrwegeventil gemäß dem vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 1 bis 6c näher erläutert.

In dem ersten Schaltzustand des Mehrwegeventils 8 ermöglicht das Mehrwegeventil 8 die folgende Funktion: Ein Volumenstrom einer Kühlmittelpumpe 20 tritt in dem ersten Schaltzustand des Mehrwegeventils 8 in das Mehrwegeventil 8, nämlich die zweite Gehäuseöffnung E ein und wird zunächst mittels der zweiten Gehäuseöffnung A in den Kühlkreislauf 14 mit dem Radiator 16 geleitet. Durch die erste Gehäuseöffnung D wird der Volumenstrom aus dem Kühlkreislauf 14 erneut in das Mehrwegeventil 8 geleitet und danach mittels der ersten Gehäuseöffnung C in den Batteriekreislauf 18 geführt. Flierzu wird der erste Verbindungskanal 28 in dem Ventilkörper 24 genutzt. Siehe hierzu insbesondere die Fig. 3a bis 3c. In dem zweiten Schaltzustand des Mehrwegeventils 8 realisiert das Mehrwegeventil 8 eine Umgehungsmöglichkeit für den Kühlkreislauf 14, nämlich derart, dass der Volumenstrom des Kühlmittels, also der Kühlflüssigkeit, von der zweiten Gehäuseöffnung E mittels der ersten Gehäuseöffnung C direkt in den Batteriekreislauf 18 geleitet wird. Hierzu wird der Ventilkörper 24 um die Drehachse 22 in eine Position gedreht, in welcher ein Rücklauf des Kühlmittels aus dem Kühlkreislauf 14 mittels der ersten Gehäuseöffnung D verschlossen ist. Der Volumenstrom des Kühlmittels wird dabei direkt von der oberen Ebene des Gehäuses 10, nämlich von der zweiten Gehäuseöffnung E, zu der ersten Gehäuseöffnung C in der unteren Ebene des Gehäuses 10 geleitet. Hierzu wird der zur oberen Ebene offene zweite Verbindungskanal 30 in dem Ventilkörper 24 verwendet. Siehe hierzu insbesondere die Fig. 4a bis 4c.

In dem dritten Schaltzustand des Mehrwegeventils 8 realisiert das Mehrwegeventil 8 eine Umgehungsmöglichkeit für den Batteriekreislauf 18, nämlich derart, dass der Volumenstrom des Kühlmittels von der zweiten Gehäuseöffnung E zunächst zu der zweiten Gehäuseöffnung A geleitet wird und danach durch den ersten Verbindungskanal 28 von der ersten Gehäuseöffnung D zu der ersten Gehäuseöffnung B strömt. Dabei wird der Ventilkörper 24 um dessen Drehachse 22 in eine Position gedreht, in welcher die erste Gehäuseöffnung C mittels des Ventilkörpers 24 verschlossen ist und die ersten Gehäuseöffnungen D und B durch den ersten Verbindungskanal 28 verbunden sind. Siehe hierzu insbesondere die Fig. 5a bis 5c.

In dem vierten Schaltzustand des Mehrwegeventils 8 realisiert das Mehrwegeventil 8 eine Umgehungsmöglichkeit sowohl für den Kühlkreislauf 14 wie auch für den Batteriekreislauf 18, nämlich derart, dass der Volumenstrom des Kühlmittels von der zweiten Gehäuseöffnung E direkt zu der ersten Gehäuseöffnung B geleitet wird.

Hierzu wird der Ventilkörper 24 um dessen Drehachse 22 in eine Position gedreht, in welcher der Rücklauf aus dem Kühlkreislauf 14 mittels der ersten Gehäuseöffnung D sowie auch der Zulauf in den Batteriekreislauf 18 mittels der ersten Gehäuseöffnung C mittels des Ventilkörpers 24 verschlossen ist. Der Volumenstrom des Kühlmittels wird dabei direkt von der oberen Ebene des Gehäuses 10, nämlich der zweiten Gehäuseöffnung E zu der ersten Gehäuseöffnung B in der unteren Ebene des Gehäuses 10 geleitet. Hierzu wird der zur oberen Ebene des Gehäuses 10 offene zweite Verbindungskanal 30 in dem Ventilkörper 24 verwendet. Siehe hierzu insbesondere die Fig. 6a bis 6c.

Je nach dem mittels des Mehrwegeventils 8 realisierten Schaltzustand kann das Kühlmedium, also die Kühlflüssigkeit, mittels einer in dem Batteriekreislauf 18 angeordneten Kühlmittelpumpe 21 alternativ oder zusätzlich zu der Kühlmittelpumpe 20 durch den Batteriekreislauf 18 gefördert werden.

In der Fig. 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektrofahrzeugs mit dem das erfindungsgemäße Mehrwegeventil aufweisenden erfindungsgemäßen Kühlsystem dargestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel ist lediglich im Umfang der Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel nachfolgend kurz erläutert. Ansonsten wird auf die obigen Ausführungen zu dem ersten Ausführungsbeispiel verwiesen. Gleiche oder gleichwirkende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel weist das Mehrwegeventil 8 hier lediglich eine einzige zweite Gehäuseöffnung, nämlich die zweite Gehäuseöffnung E, auf. Anstelle der zweiten Gehäuseöffnung A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Antriebskreislauf 12 mit dem Elektromotor 2 bei dem vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel direkt strömungsleitend mit einem Eingang des Radiators 16 des Kühlkreislaufs 14 verbunden, wobei der Radiator 16, analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel, mit einem Ausgang mit der ersten Gehäuseöffnung D des Mehrwegeventils 8 strömungsleitend verbunden ist. Siehe hierzu die Fig. 7 im Vergleich zu der Fig. 1. Ansonsten entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel. Mittels der Erfindung gemäß der vorliegenden Ausführungsbeispiele mit dem Mehrwegeventil 8 ist es somit möglich, eine Mehrzahl von externen Strömungskanälen eines Fluidsystems, nämlich des Kühlsystems 6, mit beispielsweise einer Mehrzahl von Fluidkreisläufen, nämlich dem Antriebskreislauf 12, dem Kühlkreislauf 14 und dem Batteriekreislauf 18, auf konstruktiv und schaltungstechnisch einfache Art und Weise anzusteuern. Mittels der Erfindung ist es somit möglich, eine Mehrzahl von üblichen Mehrwegeventilen einzusparen und durch das Mehrwegeventil 8 zu ersetzen. Entsprechend sind der Montageaufwand und die Kosten sowie der dafür erforderliche Bauraum reduziert. Somit ist das Kühlsystem 6 für das erfindungsgemäße Elektrofahrzeug gemäß der vorliegenden Ausführungsbeispiele wesentlich kompakter und damit platzsparender aufbaubar.

Die Erfindung ist nicht auf die vorliegenden Ausführungsbeispiele begrenzt. Beispielsweise ist die Erfindung auch bei anderen Landfahrzeugen, bei Luft- und Seefahrzeugen vorteilhaft einsetzbar. Ferner ist es möglich, das erfindungsgemäße Mehrwegeventil in der Konstruktion, Fertigung und hinsichtlich der möglichen Schaltzustände anders als bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen auszubilden.

Bezugszeichenliste

2 Elektromotor des Elektrofahrzeugs

4 Batterie des Elektrofahrzeugs

6 Kühlsystem des Elektrofahrzeugs

8 Mehrwegeventil des Kühlsystems 6

10 Gehäuse des Mehrwegeventils 8

12 Antriebskreislauf des Kühlsystems 6

14 Kühlkreislauf des Kühlsystems 6

16 Radiator des Kühlkreislaufs 14

18 Batteriekreislauf des Kühlsystems 6

20 Kühlmittelpumpe des Antriebskreislaufs 12

21 Kühlmittelpumpe des Batteriekreislaufs 18

22 Drehachse des Ventilkörpers 24

24 Ventilkörper des Mehrwegeventils 8

26 Dichtung des Mehrwegeventils 8

28 Erster Verbindungskanal des Ventilkörpers 24 30 Zweiter Verbindungskanal des Ventilkörpers 24 B, C, D Erste Gehäuseöffnungen des Gehäuses 10 A, E Zweite Gehäuseöffnungen des Gehäuses 10, wobei das Gehäuse 10 in dem zweiten Ausführungsbeispiel lediglich E als zweite Gehäuseöffnung aufweist