AT528337B1

AT528337B1 - Battery storage housing, temperature control system and method for temperature control of a battery storage system

Info

Publication number: AT528337B1
Application number: ATA50432/2024A
Authority: AT
Inventors: Majovski Fabian; Fürnhammer Dipl -Ing Thomas; Schmid Dipl -Ing Reinhard; Hilbert Ing Matthias
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2024-05-27
Filing date: 2024-05-27
Publication date: 2026-01-15
Also published as: AT528337A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriespeichergehäuse (10) und ein Temperierungssystem (100) zur Temperierung eines Batteriespeichers (20), wobei ein erster Zirkulationsweg (Z1) eines Temperierungskreislaufs (30) zur inneren Temperierung des Batteriespeichers (20) durch einen ersten Kanal (11) führt, der in einem thermischen Kontakt mit den Batteriezellen (22) angeordnet ist. Erfindungsgemäß führt insbesondere ein zweiter Zirkulationsweg (Z2) des Temperierungskreislaufs (30) zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers (20) durch einen zweiten Kanal (12) in dem Batteriespeichergehäuse (10), der in thermischem Kontakt mit wenigstens zwei Flächenabschnitten eines Gehäusemantels (14) angeordnet ist.The present invention relates to a battery storage housing (10) and a temperature control system (100) for temperature control of a battery storage unit (20), wherein a first circulation path (Z1) of a temperature control circuit (30) leads to the internal temperature control of the battery storage unit (20) through a first channel (11) which is arranged in thermal contact with the battery cells (22). According to the invention, in particular, a second circulation path (Z2) of the temperature control circuit (30) leads to the external temperature control of the battery storage unit (20) through a second channel (12) in the battery storage housing (10) which is arranged in thermal contact with at least two surface sections of a housing shell (14).

Description

Ss N Ss N

Description

BATTERIESPEICHERGEHÄUSE, TEMPERIERUNGSSYSTEM UND VERFAHREN ZUR TEMPERIERUNG EINES BATTERIESPEICHERS BATTERY STORAGE HOUSING, TEMPERATURE CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR TEMPERATURE CONTROLLING A BATTERY STORAGE

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriespeichergehäuse zur Temperierung eines Batteriespeichers, ein Temperierungssystem zum Temperieren eines Batteriespeichers durch ein entsprechendes Batteriespeichergehäuse und ein Verfahren zur Temperierung eines Batteriespeichers durch ein entsprechendes Temperierungssystem. [0001] The present invention relates to a battery storage housing for temperature control of a battery storage system, a temperature control system for temperature control of a battery storage system by means of a corresponding battery storage housing and a method for temperature control of a battery storage system by means of a corresponding temperature control system.

[0002] Im Stand der Technik sind Konzepte zur thermischen Konditionierung von Batteriespeichern mit mehreren Batteriezellen oder Batteriemodulen durch eine Flüssigkeitskühlung bekannt, insbesondere aus dem Bereich der Elektromobilität. Durch die höhere Dichte des Massestroms eines flüssigen Mediums im Vergleich zu einer luftbasierten Kühlung lässt sich die Abwärme aus den Batteriezellen über einen Wärmetauscher besser abführen. Ferner lässt sich die Wärmeabfuhr durch Regelung des zirkulierenden Massestroms an Temperaturschwankungen durch eine schwankende Leistungsdynamik in verschiedenen Betriebszuständen leicht anpassen. [0002] Concepts for the thermal conditioning of battery storage systems with multiple battery cells or battery modules by means of liquid cooling are known in the prior art, particularly from the field of electromobility. Due to the higher density of the mass flow of a liquid medium compared to air-based cooling, the waste heat from the battery cells can be dissipated more effectively via a heat exchanger. Furthermore, the heat dissipation can be easily adapted to temperature fluctuations caused by varying power dynamics in different operating states by regulating the circulating mass flow.

[0003] So sind verschiedene Aufbauten von Batteriespeichern mit flüssigkeitsführenden Kanälen bekannt, die einen indirekten Kontakt zwischen dem Medium und den Batteriezellen über einen Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit für einen Wärmeübergang bereitstellen. Zum anderen sind Aufbauten mit einer Immersionskühlung bekannt, die in einem geschlossenen Reservoir oder einem an eine Zirkulation angeschlossenen Tauchbad einen direkten Kontakt zwischen dem Medium und den damit umspülten Batteriezellen herstellen. [0003] Various battery storage systems with liquid-carrying channels are known, which provide indirect contact between the medium and the battery cells via a material with high thermal conductivity for heat transfer. Alternatively, systems with immersion cooling are known, which establish direct contact between the medium and the battery cells surrounded by it in a closed reservoir or an immersion bath connected to a circulation system.

[0004] Gerade in einem Hauptanwendungsbereich derartiger Systeme, also in mobilen Anwendungen größerer Batteriespeicher wie einer Traktionsbatterie, werden diese einer spontanen Nutzung unter vollständiger Exposition äußerer Witterungsumstände unterzogen. Dennoch sind bislang kaum dezidierte Mittel oder Maßnahmen einer Temperierung bekannt, die auch darauf abzielen, einer Temperaturschwankung aus der Umgebung entgegenzuwirken. Dahingehend ist zumindest der Einsatz einer thermischen Isolationsschicht an einer Außenseite des Batteriespeichers bekannt, die eine Innenseite und eine Außenseite desselben durch eine geringe Wärmeleitfähigkeit passiv entkoppelt. [0004] Particularly in a key application area of such systems, namely in mobile applications of larger battery storage systems such as traction batteries, these are subjected to spontaneous use under full exposure to external weather conditions. Nevertheless, there are currently few dedicated means or measures for temperature control that also aim to counteract temperature fluctuations from the environment. In this respect, at least the use of a thermal insulation layer on an outer surface of the battery storage system is known, which passively decouples an inner and an outer surface by means of low thermal conductivity.

[0005] Trotz der mit aktuellen Systemen realisierbaren Reaktionsfähigkeit auf innere Temperaturänderungen im Batteriespeicher durch Betriebszustände, fehlen Erkenntnisse oder Bestrebungen in Bezug auf eine verbesserte Reaktionsfähigkeit einer Temperierung auf äußere Temperaturänderungen, die auf den Batteriespeicher einwirken. [0005] Despite the responsiveness to internal temperature changes in the battery storage due to operating conditions that can be achieved with current systems, there is a lack of knowledge or efforts regarding an improved responsiveness of temperature control to external temperature changes acting on the battery storage.

[0006] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, den genannten Nachteil aus dem Stand der Technik zumindest teilweise zu beheben. Ebenso besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Technik Zu schaffen, die eine verbesserte Temperierung eines Batteriespeichers, insbesondere eine verbesserte Reaktion der Temperierung auf äußere Temperatureinflüsse auf den Batteriespeicher ermöglicht. [0006] It is an object of the invention to at least partially overcome the aforementioned disadvantage of the prior art. It is also an object of the invention to provide a technology that enables improved temperature control of a battery storage system, in particular an improved response of the temperature control to external temperature influences on the battery storage system.

[0007] Die voranstehenden Aufgaben werden gelöst durch ein Batteriespeichergehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Temperierungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 6 und ein Verfahren zur Temperierung mit den Schritten des Anspruchs 16. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. [0007] The foregoing problems are solved by a battery storage housing with the features of claim 1, by a temperature control system with the features of claim 6 and a method for temperature control with the steps of claim 16. Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings.

[0008] Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batteriespeichergehäuse beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Temperierungssystem und diese wiederum auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird. [0008] Features and details described in connection with the battery storage housing according to the invention naturally also apply in connection with the temperature control system according to the invention, and these in turn also apply in connection with the method according to the invention, and vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, mutual reference is always made.

[0009] Das erfindungsgemäße Batteriespeichergehäuse dient zur Temperierung eines Batteriespeichers und umfasst: eine Aufnahmekammer mit Aufnahmemitteln zur Aufnahme von Batterie-[0009] The battery storage housing according to the invention serves to regulate the temperature of a battery storage system and comprises: a receiving chamber with receiving means for receiving battery-

Ss Ss Ss Ss

Ss N Ss N

Sr ‚hes AT 528 337 B1 2026-01-15 Sr 'hes AT 528 337 B1 2026-01-15

zellen; einen Gehäusemantel, der die Aufnahmekammer nach außen begrenzt; und Kanäle zur Bereitstellung von Zirkulationswegen für ein flüssiges Temperierungsmedium, wobei ein erster Kanal zur inneren Temperierung des Batteriespeichers durch die Aufnahmekammer führend ausgebildet und in einem thermischen Kontakt mit den Batteriezellen oder den Aufnahmemitteln angeordnet ist. Erfindungswesentlich ist, dass ein zweiter Kanal zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers um die Aufnahmekammer herumführend ausgebildet und in thermischem Kontakt mit wenigstens zwei Flächenabschnitten des Gehäusemantels angeordnet ist. cells; a housing shell that externally delimits the receiving chamber; and channels for providing circulation paths for a liquid temperature control medium, wherein a first channel for internal temperature control of the battery storage is designed to lead through the receiving chamber and is arranged in thermal contact with the battery cells or the receiving means. It is essential to the invention that a second channel for external temperature control of the battery storage is designed to lead around the receiving chamber and is arranged in thermal contact with at least two surface sections of the housing shell.

[0010] Dementsprechend dient auch das erfindungsgemäße Temperierungssystem zur Temperierung eines Batteriespeichers und umfasst: ein Batteriespeichergehäuse mit einer Aufnahmekammer mit Aufnahmemitteln zur Aufnahme von Batteriezellen, und einem Gehäusemantel, der die Aufnahmekammer nach außen begrenzt; sowie einen Temperierungskreislauf für ein flüssiges Temperierungsmedium mit einer Pumpe zur Zirkulation des Temperierungsmediums, wenigstens einem Wärmetauscher für einen Wärmeaustausch zwischen dem Temperierungsmedium und einer Atmosphäre einer Systemumgebung, und flüssigkeitsführenden Kanälen und Ventilen zur Bereitstellung und Selektion verschiedener Zirkulationswege in dem Temperierungskreislauf; wobei ein erster Zirkulationsweg des Temperierungskreislaufs zur inneren Temperierung des Batteriespeichers mit einem ersten Kanal in dem Batteriespeichergehäuse verbunden ist, der durch die Aufnahmekammer führend ausgebildet und in einem thermischen Kontakt mit den Batteriezellen oder den Aufnahmemitteln angeordnet ist. Erfindungswesentlich ist ein zweiter Zirkulationsweg des Temperierungskreislaufs zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers mit einem zweiten Kanal in dem Batteriespeichergehäuse verbunden, der um die Aufnahmekammer herumführend ausgebildet und in thermischem Kontakt mit wenigstens zwei Flächenabschnitten des Gehäusemantels angeordnet ist. Der oben beschriebene, wenigstens eine Wärmetauscher kann auch für einen Wärmeaustausch zwischen dem Temperierungsmedium und einem nicht näher spezifizierten weiteren Temperiersystem geeignet sein [0010] Accordingly, the temperature control system according to the invention also serves to control the temperature of a battery storage system and comprises: a battery storage housing with a receiving chamber with receiving means for receiving battery cells, and a housing shell that limits the receiving chamber to the outside; as well as a temperature control circuit for a liquid temperature control medium with a pump for circulating the temperature control medium, at least one heat exchanger for heat exchange between the temperature control medium and an atmosphere of a system environment, and liquid-carrying channels and valves for providing and selecting different circulation paths in the temperature control circuit; wherein a first circulation path of the temperature control circuit for internal temperature control of the battery storage system is connected to a first channel in the battery storage housing, which is designed to lead through the receiving chamber and is arranged in thermal contact with the battery cells or the receiving means. Essential to the invention is a second circulation path of the temperature control circuit for external temperature control of the battery storage device, connected to a second channel in the battery storage housing. This second channel is designed to extend around the receiving chamber and is in thermal contact with at least two surface sections of the housing shell. The at least one heat exchanger described above can also be suitable for heat exchange between the temperature control medium and a further, unspecified temperature control system.

[0011] Gleichermaßen dient das erfindungsgemäße Verfahren zur Temperierung eines Batteriespeichers mittels eines vorzugsweise entsprechenden Temperierungssystems, mit den Schritten: [0011] Likewise, the method according to the invention serves to regulate the temperature of a battery storage device by means of a preferably corresponding temperature control system, comprising the steps:

- Fördern einer Zirkulation eines Temperierungsmediums in einem Temperierungskreislauf, mittels einer Pumpe; - Promoting the circulation of a temperature control medium in a temperature control circuit, by means of a pump;

- Leiten des Temperierungsmediums über einen ersten Zirkulationsweg durch einen ersten Kanal in einem thermischen Kontakt mit Batteriezellen des Batteriespeichers zur inneren Temperierung. - Guiding the temperature control medium via a first circulation path through a first channel in thermal contact with battery cells of the battery storage system for internal temperature control.

[0012] Erfindungswesentlich umfasst das Verfahren den Schritt: [0012] Essential to the invention, the method comprises the step:

- Aufteilen der Zirkulation und paralleles Leiten von Teilströmen des Temperierungsmediums oder Zurückleiten der gesamten Zirkulation des Temperierungsmediums über einen zweiten Zirkulationsweg durch einen zweiten Kanal in einem thermischen Kontakt mit wenigstens zwei Flächenabschnitten eines Gehäusemantels des Batteriespeichers zur äußeren Temperierung, mittels wenigstens einem Wegeventil, - Splitting the circulation and routing partial flows of the temperature control medium in parallel, or routing the entire circulation of the temperature control medium back through a second circulation path via a second channel in thermal contact with at least two surface sections of a housing shell of the battery storage unit for external temperature control, by means of at least one directional control valve,

in Abhängigkeit einer Außentemperatur in einer Systemumgebung des Batteriespeichers. depending on the outside temperature in a system environment of the battery storage.

[0013] Nach Definition der vorliegenden Offenbarung umfasst der Begriff Batteriespeicher insbesondere modular aufgebaute Batteriespeicher wie eine Traktionsbatterie für ein Fahrzeug, die mehrere Batteriemodule mit Batteriezellen aufweist. Der Begriff Batteriespeicher umfasst jedoch auch Batteriespeicher die Batteriezellen ohne eine modulare Zwischenstruktur enthalten, oder auch Batteriespeicher, die selbst ein Batteriemodul in einem modularen Batteriespeicher bilden. [0013] According to the definition in the present disclosure, the term battery storage system includes, in particular, modularly constructed battery storage systems such as a traction battery for a vehicle, which has several battery modules with battery cells. However, the term battery storage system also includes battery storage systems that contain battery cells without a modular intermediate structure, or battery storage systems that themselves form a battery module in a modular battery storage system.

[0014] Zur ergänzenden Erläuterung betrifft der Begriff Flächenabschnitte des Gehäusemantels nach Definition der vorliegenden Offenbarung unterschiedliche Flächen eines beispielsweise quaderförmigen oder sonstig geformten Gehäuses, die sich beispielsweise parallel zueinander ausgerichtet gegenüberliegen, oder aber in einem beliebigen Winkel zueinander ausgerichtet und sowohl zueinander beabstandet oder auch benachbart sein können. Dabei müssen die Flächenabschnitte keine ebene Erstreckung haben, sondern können auch gekrümmt sein. Ebenso können an einer Mantelfläche eines zylindrisch geformten Gehäuses verschiedene Flächenab-[0014] For further clarification, the term "surface sections of the housing shell," as defined in the present disclosure, refers to different surfaces of, for example, a cuboid or otherwise shaped housing, which may be aligned parallel to one another or at any angle to one another and may be spaced apart from one another or adjacent to one another. The surface sections need not be planar but may also be curved. Likewise, different surface sections can be located on a single surface of a cylindrically shaped housing.

Ss Ss Ss Ss

Ss N Ss N

Sr ‚hes AT 528 337 B1 2026-01-15 Sr 'hes AT 528 337 B1 2026-01-15

schnitte definiert sein, die sich hinsichtlich einer gegenseitigen Abgrenzung vorzugsweise in einem Winkel oder Sektor in Bezug zu einer Mittelachse der gemeinsamen Mantelfläche unterscheiden. The sections are defined in terms of mutual demarcation, preferably differing in an angle or sector with respect to a central axis of the common lateral surface.

[0015] Die Erfindung sieht somit erstmals einen Aufbau für eine aktive thermische Abschirmung eines Batteriespeichers gegen äußere thermische Einflüsse vor. Im Verglich zu einer passiven thermischen Abschirmung in Form einer Isolationsschicht ist die erfindungsgemäße thermische Abschirmung lediglich zweitweise aktiv, situationsbedingt steuerbar und besonders wirksam in Bezug auf die thermische Leistungsfähigkeit der Abschirmung. [0015] The invention thus provides, for the first time, a structure for active thermal shielding of a battery storage system against external thermal influences. Compared to passive thermal shielding in the form of an insulating layer, the thermal shielding according to the invention is only active temporarily, can be controlled depending on the situation, and is particularly effective with regard to the thermal performance of the shielding.

[0016] In der Umsetzung dieser aktiven thermischen Abschirmung sieht die erfindungsgemäße Temperierung vorrichtungstechnisch zwei verschiedene Zirkulationswege zur inneren Temperierung und zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers mit demselben flüssigen Medium und vorzugsweise derselben Pumpe vor. Verfahrenstechnisch sieht die Umsetzung der aktiven thermischen Abschirmung eine situationsbedingt kontrollierte Förderung oder Unterbindung einer Zirkulation des Mediums zum thermischen Austausch zwischen einem äußeren Gehäuseabschnitt des Batteriespeichers und der Systemumgebung vor. [0016] In implementing this active thermal shielding, the temperature control system according to the invention provides, in terms of the device, two different circulation paths for internal and external temperature control of the battery storage unit using the same liquid medium and preferably the same pump. In terms of the process, the implementation of the active thermal shielding involves the situation-dependent control of the circulation of the medium for thermal exchange between an outer housing section of the battery storage unit and the system environment.

[0017] In zwei bemerkenswerten Vorteilen der Erfindung, verschafft diese sowohl eine schnellere als auch energieeffizientere Reaktion der Temperierung der Batteriezellen auf äußere Temperatureinflüsse, sei es beim Betriebsstart des Anwendungssystems oder wechselnden äußeren Bedingungen während des Betriebs oder auch nach und vor dem Betrieb, wie nachstehend erläutert wird. [0017] Two notable advantages of the invention are that it provides both a faster and more energy-efficient response of the temperature control of the battery cells to external temperature influences, whether at the start of operation of the application system or changing external conditions during operation or also before and after operation, as explained below.

[0018] Zum einen vermeidet die erfindungsgemäße Temperierung einen großen Wärmeeintrag oder einen großen Kälteeintrag aus der Umgebung auf die Batteriezellen im Inneren des Batteriespeichers. Dadurch wird verhindert, dass die Batteriezellen durch äußere Einwirkung von Wärme über eine Ideale Temperatur hinaus erwärmt werden und danach erst wieder durch das Temperierungsmedium abgekühlt werden müssen. In gleicherweise wird verhindert, dass die Batteriezellen durch äußere Einwirkung von Kälte unter eine Ideale Temperatur hinaus abgekühlt werden und danach erst wieder durch das Temperierungsmedium erwärmt werden müssen. Mit anderen Worten wird präventiv weniger Masse des Batteriespeichers durch die äußere Umgebung thermisch beeinflusst, womit im Falle eines der Idealtemperatur zuwiderlaufenden äußeren Einflusses, die Idealtemperatur an den Batteriezellen schneller und energiesparender wiederhergestellt oder auch konstant aufrechterhalten werden kann. [0018] Firstly, the temperature control system according to the invention prevents a large input of heat or cold from the environment onto the battery cells inside the battery storage system. This prevents the battery cells from being heated above an ideal temperature by external heat input and then having to be cooled down again by the temperature control medium. Similarly, it prevents the battery cells from being cooled below an ideal temperature by external cold input and then having to be heated down again by the temperature control medium. In other words, less mass of the battery storage system is thermally affected by the external environment, which means that in the event of an external influence contrary to the ideal temperature, the ideal temperature at the battery cells can be restored more quickly and energy-efficiently, or even maintained at a constant temperature.

[0019] Die Vorteile einer schnelleren Reaktionszeit und höheren Effizienz der erfindungsgemäßen Temperierung lassen sich zudem auch durch das vorteilhafte strukturelle Merkmal des Batteriespeichergehäuses nachvollziehbar begründen, das eine Erweiterung thermisch durchströmter Bereiche eines Batteriespeichers bereitstellt. Durch die zusätzliche Durchströmung mehrerer, insbesondere äußerer Bereiche des Batteriespeichers wird eine Kanaldichte in Bezug auf eine Struktur des Batteriespeichers und eine thermische Wirkungsfläche für einen konventionsunterstützten Wärmeübergang von Strukturen des Batteriespeichers auf das Medium oder andersherum erheblich verbessert. Dabei wird das Gehäuse des Batteriespeichers, vorzugsweise von wenigstens zwei verschiedenen Seiten aus, unterstützend von außen nach innen temperiert. [0019] The advantages of a faster response time and higher efficiency of the temperature control according to the invention can also be readily explained by the advantageous structural feature of the battery storage housing, which provides an expansion of the thermally permeated areas of the battery storage system. The additional permeation of several, in particular outer, areas of the battery storage system significantly improves the channel density with respect to a structure of the battery storage system and the thermally effective surface area for conventionally supported heat transfer from structures of the battery storage system to the medium or vice versa. In this process, the housing of the battery storage system is, preferably from at least two different sides, additionally tempered from the outside inwards.

[0020] Zusammen mit einer konventionellen Technik, die im Inneren des Batteriespeichers an den Batteriezellen ansetzt, werden somit bei der erfindungsgemäßen Temperierung bemerkenswerterweise zwei Ansätze zum Wärmeaustausch, ausgehend von innen nach außen wirkend als auch von außen nach innen wirkend, in entgegengesetzten Richtungen verfolgt. Demzufolge erzielt die erfindungsgemäße Temperierung eine schnellere thermische Durchdringung sowie eine homogene thermische Verteilung über die gesamte Struktur des Batteriespeichers. [0020] Together with a conventional technique that acts on the battery cells inside the battery storage system, the temperature control system according to the invention remarkably pursues two approaches to heat exchange in opposite directions: one acting from the inside out and the other from the outside in. Consequently, the temperature control system according to the invention achieves faster thermal penetration and a homogeneous thermal distribution throughout the entire structure of the battery storage system.

[0021] Darüber hinaus ermöglichen es verfahrenstechnische Aspekte der erfindungsgemäßen Erfindung anhand der zwei in entgegengesetzten Richtungen wirkenden Ansätze zum Wärmeaustausch, einen inneren und äußeren Schwerpunkt der Temperierung des Batteriespeichers kontrolliert und gegebenenfalls unabhängig voneinander durchzuführen. Dies kann sowohl in Abhängigkeit einer betriebs- oder leistungsbedingten Temperaturentwicklung wie beispielsweise ei-[0021] Furthermore, process engineering aspects of the invention according to the invention, based on the two heat exchange approaches acting in opposite directions, make it possible to carry out an inner and outer center of gravity for the temperature control of the battery storage in a controlled and, if necessary, independent manner. This can be done depending on an operational or performance-related temperature development, such as, for example,

A ‚hes AT 528 337 B1 2026-01-15 It's AT 528 337 B1 2026-01-15

Ss N Ss N

nes Innenwiderstands der Batteriezellen, als auch in Abhängigkeit einer witterungsbedingten äußBeren Temperaturentwicklung erfolgen, um Bedingungen durch Jahreszeit oder Tag- und Nachtzeit gezielt lokal am Batteriespeicher entgegenzuwirken. The internal resistance of the battery cells, as well as the dependence on weather-related external temperature development, are used to counteract conditions due to season or day and night time in a targeted local manner at the battery storage system.

[0022] Aus den genannten technischen Vorteilen der Temperierung, die in einer Verbesserung der Temperierung, wie insbesondere einer konstanteren Temperaturführung des Batteriespeichers führen, ergibt sich der weitere Vorteil, dass die Batteriezellen auf einem konstanteren Temperaturniveau nahe einer für die Zellchemie schonenden Idealtemperatur gehalten werden. Geringere Temperaturschwankungen im Betrieb des Anwendungssystems, wie insbesondere in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug, verlängern die Lebensdauer des Batteriespeichers, und erhöhen langfristig eine Restkapazität und Reichweite eines Fahrzeugs und somit den wirtschaftlichen Wert des Anwendungssystems mit dem Batteriespeicher. [0022] The aforementioned technical advantages of temperature control, which result in improved temperature regulation, particularly a more constant temperature control of the battery storage system, offer the further advantage that the battery cells are kept at a more constant temperature level close to an ideal temperature that is gentle on the cell chemistry. Reduced temperature fluctuations during operation of the application system, such as in an electrically powered vehicle, extend the service life of the battery storage system and, in the long term, increase the residual capacity and range of a vehicle, thus increasing the economic value of the application system with the battery storage system.

[0023] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der zweite Kanal, zumindest abschnittsweise, in Form eines flächenförmigen flüssigkeitsführenden Mantels oder in Form eines Netzes aus mehreren parallel durchströmbaren Kanälen um die Aufnahmekammer herum ausgebildet sein. Somit kann eine nach außen abschirmende Durchströmungsdichte des zirkulierenden Temperierungsmediums durch das Batteriegehäuse erhöht oder maximiert werden. Gleichfalls wird eine Reaktionszeit des Wärmeaustauschs und Effizienz des Wärmeübergangs während der äußeren Temperierung des Batteriespeichers erhöht oder maximiert. [0023] According to one aspect of the invention, the second channel can be configured, at least partially, in the form of a planar, liquid-carrying jacket or in the form of a network of several parallel channels around the receiving chamber. This allows the flow density of the circulating temperature control medium through the battery housing to be increased or maximized, thus shielding it from the outside. Likewise, the response time of the heat exchange and the efficiency of the heat transfer during external temperature control of the battery storage system are increased or maximized.

[0024] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der zweite Kanal innerhalb des Gehäusemantels angeordnet und/oder integral mit diesem ausgebildet sein. Somit kann eine Wärmeübergangsfläche auf eine Wand oder Gehäusestruktur auf eine gesamte Oberfläche des Kanals maximiert werden. [0024] According to one aspect of the invention, the second channel can be arranged within the housing shell and/or be formed integrally with it. Thus, the heat transfer surface area to a wall or housing structure can be maximized over the entire surface of the channel.

[0025] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Gehäusemantel mit einer thermischen Isolationsschicht umgeben sein. Somit kann der Batteriespeicher auch passiv gegen äußere thermische Einflüsse geschützt werden. [0025] According to one aspect of the invention, the housing shell can be surrounded by a thermal insulation layer. Thus, the battery storage device can also be passively protected against external thermal influences.

[0026] Gemäß einem Aspekt der Erfindung können der erste Kanal und der zweite Kanal parallel zueinander durchströmbar in dem Temperierungskreislauf angeordnet sein. Durch eine thermische Parallelschaltung der beiden Kanäle wird eine lokale Verteilung der Temperierungsleistung über den Batteriespeicher ermöglicht. [0026] According to one aspect of the invention, the first channel and the second channel can be arranged in parallel to each other in the temperature control circuit. A thermal parallel connection of the two channels enables a local distribution of the temperature control power across the battery storage system.

[0027] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Temperierungssystem ein schaltbares, vorZzugsweise regelbares Wegeventil aufweisen, das in dem Temperierungskreislauf angeordnet und ausgangsseitig mit einem Eingang des ersten Kanals und einem Eingang des zweiten Kanals verbunden ist, für eine selektive Freigabe oder Aufteilung von Zirkulationswegen in dem Temperierungskreislauf. Durch eine Beeinflussung der thermischen Parallelschaltung der beiden Kanäle wird eine lokal variable Temperierungsleistung ermöglicht. [0027] According to one aspect of the invention, the temperature control system can have a switchable, preferably controllable, directional control valve which is arranged in the temperature control circuit and is connected on its output side to an input of the first channel and an input of the second channel, for selective release or division of circulation paths in the temperature control circuit. By influencing the thermal parallel connection of the two channels, locally variable temperature control performance is enabled.

[0028] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Temperierungssystem ein schaltbares, vorZzugsweise regelbares Wegeventil aufweisen, das in dem Temperierungskreislauf angeordnet und eingangsseitig mit einem Ausgang des ersten Kanals und ausgangsseitig mit einem Eingang des zweiten Kanals verbunden ist, für eine selektive Verknüpfung von Zirkulationswegen in dem Temperierungskreislauf. Durch eine thermische Serienschaltung der beiden Kanäle wird Wärme in der Struktur des Batteriespeichers gleichmäßig verteilt werden. [0028] According to one aspect of the invention, the temperature control system can have a switchable, preferably controllable, directional control valve which is arranged in the temperature control circuit and is connected on the inlet side to an output of the first channel and on the outlet side to an input of the second channel, for a selective linking of circulation paths in the temperature control circuit. By thermally connecting the two channels in series, heat will be distributed evenly in the structure of the battery storage system.

[0029] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Temperierungssystem einen zweiten Wärmetauscher aufweisen, der vorzugsweise parallel zu dem ersten Wärmetauscher durchströmbar in dem Temperierungskreislauf angeordnet ist. Durch eine Aufteilung von Wärmetauschern, kann bei geringem Kühlbedarf ein Strömungswiderstand oder der Druckverlust in der Zirkulation verringert werden. [0029] According to one aspect of the invention, the temperature control system can have a second heat exchanger, which is preferably arranged parallel to the first heat exchanger so that flow can pass through it in the temperature control circuit. By using a distribution of heat exchangers, flow resistance or pressure loss in the circulation can be reduced when cooling requirements are low.

[0030] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Temperierungssystem ein schaltbares, vorZzugsweise regelbares Wegeventil aufweisen, das in dem Temperierungskreislauf angeordnet und ausgangsseitig mit Eingängen der zwei Wärmetauscher verbunden ist, für eine selektive Freigabe oder Aufteilung von Zirkulationswegen durch die zwei Wärmetauscher. Somit kann die Wärmeaustauschkapazität durch die zur Verfügung gestellte Kühlleistung variiert werden. [0030] According to one aspect of the invention, the temperature control system can have a switchable, preferably controllable, directional control valve which is arranged in the temperature control circuit and connected on the output side to inlets of the two heat exchangers, for selective release or division of circulation paths through the two heat exchangers. Thus, the heat exchange capacity can be varied by the cooling capacity provided.

Ss Ss Ss Ss

Ss N Ss N

Sr ‚hes AT 528 337 B1 2026-01-15 Sr 'hes AT 528 337 B1 2026-01-15

[0031] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Temperierungssystem eine Heizvorrichtung aufweisen, die an dem Temperierungskreislauf, vorzugsweise in einem zweiten Zirkulationsweg des zweiten Kanals oder stromaufwärts desselben angeordnet ist, für einen Wärmeeintrag in das Temperierungsmedium. Somit kann der Batteriespeicher aktiv beheizt werden. [0031] According to one aspect of the invention, the temperature control system can have a heating device which is arranged on the temperature control circuit, preferably in a second circulation path of the second channel or upstream of it, for the input of heat into the temperature control medium. Thus, the battery storage can be actively heated.

[0032] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Temperierungssystem einen in dem Batteriespeicher angeordneten Temperatursensor zur Erfassung einer Batterietemperatur aufweisen. Somit können verschiedene Maßnahmen in Betriebsmodi zur Vermeidung eines Kälteeintrags auf den Batteriespeicher ausgeführt werden, ohne Bedarf an externer Datenbereitstellung. [0032] According to one aspect of the invention, the temperature control system can include a temperature sensor arranged in the battery storage unit for detecting the battery temperature. Thus, various measures can be taken in operating modes to prevent cold temperatures from affecting the battery storage unit without the need for external data provision.

[0033] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Temperierungssystem einen an einer AuBenseite des Batteriespeichers oder in einer Systemumgebung angeordneten Temperatursensor zur Erfassung einer Außentemperatur aufweisen. Somit kann das System selbstständig Messungen durchführen, ohne Bedarf an externer Datenbereitstellung. [0033] According to one aspect of the invention, the temperature control system can have a temperature sensor arranged on the outside of the battery storage unit or in a system environment for detecting an outside temperature. Thus, the system can perform measurements independently without the need for external data provision.

[0034] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Temperierungssystem eine weitere Pumpe aufweisen, wobei der Temperierungskreislauf in zwei getrennten Zirkulationswegen konfiguriert ist oder mittels der Wegeventile umschaltbar ist, wobei den zwei getrennten Zirkulationswegen jeweils eine der Pumpen und einer von dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal zugeordnet ist. Somit wird eine alternative Konfiguration für zwei getrennte Zirkulationen vorgeschlagen. [0034] According to one aspect of the invention, the temperature control system can include a further pump, wherein the temperature control circuit is configured in two separate circulation paths or is switchable by means of the directional control valves, wherein each of the two separate circulation paths is assigned one of the pumps and one of the first channel and one of the second channel. Thus, an alternative configuration for two separate circulations is proposed.

[0035] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Verfahren ferner verschiedene aus folgenden Schritten umfassen: [0035] According to one aspect of the invention, the method can further comprise various of the following steps:

- Erfassen einer Batterietemperatur in dem Batteriespeicher mittels eines Temperatursensors; und - Measuring the battery temperature in the battery storage system using a temperature sensor; and

- Einstellen einer Fördermenge der Pumpe mittels einer Pumpenantriebsleistung, - Setting the pump's flow rate by means of pump drive power,

in Abhängigkeit einer vorgegebenen Solltemperatur für die Batteriezellen oder einer Differenz zwischen der Solltemperatur und der erfassten Batterietemperatur; depending on a predetermined target temperature for the battery cells or a difference between the target temperature and the measured battery temperature;

[0036] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Verfahren ferner verschiedene aus folgenden Schritten umfassen: [0036] According to one aspect of the invention, the method can further comprise various of the following steps:

- Erfassen einer Außentemperatur an einer Außenseite des Batteriespeichers oder in einer Systemumgebung mittels eines Temperatursensors; - Measuring the outside temperature on an exterior surface of the battery storage system or in a system environment using a temperature sensor;

- Vergleichen, der erfassten Außentemperatur mit der vorgegebenen Solltemperatur für die Batteriezellen; und - Comparing the recorded outside temperature with the specified target temperature for the battery cells; and

- Bestimmen, ob die Außentemperatur: - in einem Toleranzbereich um die Solltemperatur liegt, - über dem Toleranzbereich um die Solltemperatur liegt, oder - unter dem Toleranzbereich um die Solltemperatur liegt. - Determine whether the outside temperature is: - within a tolerance range around the target temperature, - above the tolerance range around the target temperature, or - below the tolerance range around the target temperature.

[0037] Somit werden verschiedene Maßnahmen zur Einordnung, Regelung oder Optimierung eines Bedarfs einer Kühlleistung oder Wärmeleistung für den Batteriespeicher ausgeführt. [0037] Thus, various measures are carried out to classify, regulate or optimize the cooling or heating power requirements for the battery storage system.

[0038] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Verfahren ferner verschiedene aus folgenden Schritten umfassen: [0038] According to one aspect of the invention, the method can further comprise various of the following steps:

- Aufteilen der Zirkulation in dem Temperierungskreislauf stromaufwärts des Batteriespeichers in Teilströme des Temperierungsmediums; - Splitting the circulation in the temperature control circuit upstream of the battery storage into partial flows of the temperature control medium;

- paralleles Leiten der Teilströme des Temperierungsmediums über den ersten Zirkulationsweg des ersten Kanals zur inneren Temperierung des Batteriespeichers und über den zweiten Zirkulationsweg des zweiten Kanals zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers, mittels eines Wegeventils; und - parallel routing of the partial flows of the temperature control medium via the first circulation path of the first channel for internal temperature control of the battery storage unit and via the second circulation path of the second channel for external temperature control of the battery storage unit, by means of a directional control valve; and

- Zusammenführen der Teilströme des Temperierungsmediums aus den Zirkulationswegen des ersten Kanals und des zweiten Kanals stromabwärts des Batteriespeichers, vorzugsweise - Combining the partial flows of the temperature control medium from the circulation paths of the first channel and the second channel downstream of the battery storage, preferably

A ‚hes AT 528 337 B1 2026-01-15 It's AT 528 337 B1 2026-01-15

Ss N Ss N

mittels eines Wegeventils; by means of a directional control valve;

wenn zuvor bestimmt wurde, dass die Außentemperatur über dem Toleranzbereich um die Solltemperatur liegt. if it has previously been determined that the outside temperature is above the tolerance range around the target temperature.

[0039] Somit werden verschiedene Maßnahmen in einem Betriebsmodus zur Vermeidung eines Wärmeeintrags auf den Batteriespeicher ausgeführt. [0039] Thus, various measures are carried out in one operating mode to avoid heat input to the battery storage.

[0040] Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Verfahren ferner verschiedene aus folgenden Schritten umfassen: [0040] According to one aspect of the invention, the method may further comprise various of the following steps:

- Zurückleiten der gesamten Zirkulation des Temperierungsmediums in dem Temperierungskreislauf stromabwärts des Batteriespeichers nach dem ersten Zirkulationsweg des ersten Kanals zur inneren Temperierung des Batteriespeichers über den zweiten Zirkulationsweg des zweiten Kanals zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers, mittels eines Wegeventils; - Returning the entire circulation of the temperature control medium in the temperature control circuit downstream of the battery storage unit after the first circulation path of the first channel for internal temperature control of the battery storage unit, via the second circulation path of the second channel for external temperature control of the battery storage unit, by means of a directional control valve;

und optional and optional

- aktives Beheizen des Temperierungsmediums in dem Temperierungskreislauf mittels einer Heizvorrichtung; - active heating of the temperature control medium in the temperature control circuit by means of a heating device;

oder optional or optional

- passives Beheizen des Temperierungsmediums in dem Temperierungskreislauf mittels Abwärme aus wenigstens einem energetischen Verbraucher; - passive heating of the temperature control medium in the temperature control circuit using waste heat from at least one energy consumer;

wenn zuvor bestimmt wurde, dass die Außentemperatur unter dem Toleranzbereich um die Solltemperatur liegt. if it has previously been determined that the outside temperature is below the tolerance range around the target temperature.

[0041] Somit werden verschiedene Maßnahmen in Betriebsmodi zur Vermeidung eines Kälteeintrags auf den Batteriespeicher 20 ausgeführt. [0041] Thus, various measures are implemented in operating modes to prevent cold from entering the battery storage 20.

[0042] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen, umschaltbaren Betriebsmodi im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen schematisch: [0042] Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description, in which an exemplary embodiment in different, switchable operating modes is described in detail with reference to the drawing. The drawing schematically shows:

[0043] Fig. 1 ein Blockschaltdiagramm einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Temperierungssystems in einem Betriebsmodus für eine Außentemperatur nahe einer Solltemperatur der Batteriezellen; [0043] Fig. 1 shows a block diagram of an embodiment of the temperature control system according to the invention in an operating mode for an outside temperature close to a target temperature of the battery cells;

[0044] Fig. 2 ein Blockschaltdiagramm der erfindungsgemäßen Ausführungsform des Temperierungssystems in einem anderen Betriebsmodus für eine hohe Außentemperatur; und [0044] Fig. 2 shows a block diagram of the embodiment of the temperature control system according to the invention in a different operating mode for a high outside temperature; and

[0045] Fig. 3 ein Blockschaltdiagramm der erfindungsgemäßen Ausführungsform des Temperierungssystems in einem weiteren Betriebsmodus für eine niedrige Außentemperatur. [0045] Fig. 3 shows a block diagram of the embodiment of the temperature control system according to the invention in a further operating mode for a low outside temperature.

[0046] Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Temperierungssystems 100, das sich in einem Betriebsmodus von mehreren umschaltbaren, nachstehend erläuterten Betriebsmodi befindet. [0046] Fig. 1 shows a block diagram of an embodiment of a temperature control system 100, which is in one of several switchable operating modes, explained below.

[0047] Das Temperierungssystem 100 dient zur Temperierung eines Batteriespeichers 20 mit Batteriezellen 22 und einem Batteriespeichergehäuse 10. Das Batteriegehäuse 10 hat einen Gehäusemantel 14, der eine Aufnahmekammer 13 nach außen hin umschließt, um die darin aufgenommenen Batteriezellen 22 sowie eine Verdrahtung, Sensoren u.v.m. vor äußeren Einflüssen zu schützen. Um den Gehäusemantel 14 herum ist eine Isolationsschicht 15 aus einem Hartschaum oder einem anderen Isolationsmedium aufgebracht, die das Batteriegehäuse 10 nach außen thermisch isoliert. [0047] The temperature control system 100 serves to control the temperature of a battery storage system 20 with battery cells 22 and a battery storage housing 10. The battery housing 10 has a casing 14 that encloses a receiving chamber 13 to protect the battery cells 22 contained therein, as well as wiring, sensors, etc., from external influences. An insulating layer 15 made of rigid foam or another insulating medium is applied around the casing 14, which thermally insulates the battery housing 10 from the outside.

[0048] Die Batteriezellen 22 sind in der Aufnahmekammer 13 durch Aufnahmemittel (nicht dargestellt) fixiert, die eine formschlüssige Struktur zu der Form der Batteriezellen 22 aufweisen und einen Flächenkontakt zu den Enden oder einer Mantelfläche der Batteriezellen 22 herstellen. [0048] The battery cells 22 are fixed in the receiving chamber 13 by receiving means (not shown) which have a form-fitting structure to the shape of the battery cells 22 and establish a surface contact with the ends or a lateral surface of the battery cells 22.

A ‚hes AT 528 337 B1 2026-01-15 It's AT 528 337 B1 2026-01-15

Ss N Ss N

Dieser Flächenkontakt dient als thermischer Kontakt zur Abfuhr von Abwärme aus den Batteriezellen 22. Ein flüssigkeitsführender erster Kanal 11 des Batteriespeichergehäuses 10 führt an den thermischem Kontakt der Aufnahmemittel zu den Batteriezellen 22 vorbei und ist vorzugsweise zumindest teilweise integral in den Aufnahmemitteln ausgebildet. Alternativ ist der erste Kanal 11 in Form von Rohr- oder Leitungselementen ausgebildet, die in Kontakt mit den Batteriezellen 22 angeordnet sind. WMederum alternativ umfasst der erste Kanal 11 ein Reservoir, in dem die Batteriezellen 22 in Form eines Tauchbades in direktem Kontakt mit einem Temperierungsmedium M stehen, das durch den ersten Kanal 11 fließt. This surface contact serves as a thermal contact for dissipating waste heat from the battery cells 22. A fluid-carrying first channel 11 of the battery storage housing 10 leads past the thermal contact of the receiving means to the battery cells 22 and is preferably at least partially integrally formed in the receiving means. Alternatively, the first channel 11 is formed in the form of pipe or conduit elements that are arranged in contact with the battery cells 22. Alternatively, the first channel 11 comprises a reservoir in which the battery cells 22 are immersed in a bath and in direct contact with a temperature control medium M that flows through the first channel 11.

[0049] In dem Gehäusemantel 14 ist ein flüssigkeitsführender zweiter Kanal 12 des Batteriespeichergehäuses 10 ausgebildet. Der zweite Kanal 12 verläuft vorzugsweise innerhalb einer Wandstärke des Gehäusemantels 14 und ist als eine Kavität oder eine Mehrzahl von Kavitäten in einem Material des Batteriespeichergehäuses 10 ausgebildet. Alternativ ist der zweite Kanal 12 in Form von Rohr- oder Leitungselementen ausgebildet, die in Kontakt mit einer Innenseite oder einer Außenseite des Gehäusemantels 14 angeordnet sind. Die Kavitäten, Rohr- oder Leitungselemente bilden gemeinsam ein Netz von Kanälen aus, die nacheinander oder vorzugsweise parallel durchströmbar sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung bilden die Kavitäten eine flüssigkeitsführende Schicht im Sinne eines Mantelstromes durch die Wand des Gehäusemantels 14 aus. Dabei durchströmt das flüssigkeitsführende Netz von Kanälen oder der Flüssigkeitsmantel des zweiten Kanal 12 im Fall einer quaderförmigen Gestalt des Gehäusemantels 14 wenigstens zwei, vorzugsweise vier oder alle sechs Seitenflächen, um die Aufnahmekammer 13 mit den Batteriezellen 22 zur Außenseite thermisch abzuschirmen. [0049] A fluid-carrying second channel 12 of the battery storage housing 10 is formed in the housing shell 14. The second channel 12 preferably extends within a wall thickness of the housing shell 14 and is formed as a cavity or a plurality of cavities in a material of the battery storage housing 10. Alternatively, the second channel 12 is formed in the form of pipe or conduit elements that are arranged in contact with an inner or outer surface of the housing shell 14. The cavities, pipe, or conduit elements together form a network of channels through which fluid can flow sequentially or preferably in parallel. In a preferred embodiment, the cavities form a fluid-carrying layer in the sense of a sheath flow through the wall of the housing shell 14. In this process, the liquid-carrying network of channels or the liquid jacket of the second channel 12 flows through at least two, preferably four or all six side surfaces in the case of a cuboid shape of the housing jacket 14 in order to thermally shield the receiving chamber 13 with the battery cells 22 from the outside.

[0050] Der erste Kanal 11 und der zweite Kanal 12 des Batteriegehäuses 10 sind über außenliegende Anschlüsse mit Kanälen oder Leitungen eines Temperierungskreislaufs 30 des Temperierungssystems 100 verbunden. In der dargestellten Ausführungsform sind ein Eingang und ein Ausgang des ersten Kanals 11 an den Temperierungskreislauf 30 angeschlossen, und zwei alternative Eingänge und zwei alternative Ausgänge des zweiten Kanals 12 an den Temperierungskreislauf 30 angeschlossen. Alternativ lässt sich je nach Konfiguration der Anzahl von Leitungen und Ventile des Temperierungskreislaufs 30 auch eine andere Anzahl von Anschlüssen realisieren, wie beispielsweise nur ein Eingang und ein Ausgang für den zweiten Kanal 12. [0050] The first channel 11 and the second channel 12 of the battery housing 10 are connected via external connections to channels or lines of a temperature control circuit 30 of the temperature control system 100. In the illustrated embodiment, one input and one output of the first channel 11 are connected to the temperature control circuit 30, and two alternative inputs and two alternative outputs of the second channel 12 are connected to the temperature control circuit 30. Alternatively, depending on the configuration of the number of lines and valves of the temperature control circuit 30, a different number of connections can also be implemented, such as only one input and one output for the second channel 12.

[0051] Der Temperierungskreislauf 30 umfasst eine Pumpe 33, ein erstes Wegeventil 34 und ein zweites Wegeventil 35 zur Umstellung und vorzugsweise Einstellung von Zirkulationswegen in verschiedenen Betriebsmodi der Temperierung, zwei Wärmetauscher 31 und 32 zur Abführung von Wärme In die Umgebung oder ein nicht dargestelltes weiteres Temperiersystem, ein drittes Wegeventil 36 zur Umstellung und vorzugsweise Einstellung einer genutzten Wärmeaustauschkapazität über die beiden Wärmetauscher 31 und 32, und eine elektrische Heizvorrichtung 16 zur optionalen Beheizung des Temperierungsmedium M in dem Temperierungskreislauf 30. [0051] The temperature control circuit 30 comprises a pump 33, a first directional control valve 34 and a second directional control valve 35 for changing and preferably adjusting circulation paths in different operating modes of temperature control, two heat exchangers 31 and 32 for dissipating heat into the environment or a further temperature control system (not shown), a third directional control valve 36 for changing and preferably adjusting a utilized heat exchange capacity via the two heat exchangers 31 and 32, and an electric heating device 16 for optionally heating the temperature control medium M in the temperature control circuit 30.

[0052] Die Pumpe 33 ist zwischen dem ersten Wegeventil 34 und dem Eingang des ersten Kanals 11 angeordnet. Das erste Wegeventil 34 hat drei schaltbare Stellungen und ist einerseits stromaufwärts der Pumpe 33 und stromaufwärts eines Eingangs des zweiten Kanals 12 angeordnet, sowie andererseits stromabwärts eines Ausgangs des zweiten Kanals 12 und stromabwärts der Wärmetauscher 31 und 32 angeordnet. Das zweite Wegeventil 35 hat drei schaltbare Stellungen und ist einerseits strromabwärts des Ausgangs des ersten Kanals 11 und stromabwärts eines Ausgangs des zweiten Kanals 22 angeordnet, sowie andererseits stromaufwärts des dritten Wegeventils 36 und stromaufwärts der Heizvorrichtung 16 angeordnet. Die Heizvorrichtung 16 ist stromaufwärts eines Eingangs des zweiten Kanals 12 angeordnet. Das dritte Wegeventil 36 hat zwei schaltbare Stellungen und ist stromaufwärts von den zwei Wärmetauschern 31 und 32 angeordnet. Die zwei Wärmetauscher 31 und 32 können ebenso durch einen Wärmetauscher mit mehreren durchströmbaren Stufen oder Modulen oder einer stufenlosen Einstellung für eine Wärmeaustauschkapazität oder durch eine andere Anzahl von Wärmetauschern realisiert werden. [0052] The pump 33 is arranged between the first directional control valve 34 and the inlet of the first channel 11. The first directional control valve 34 has three switchable positions and is located upstream of the pump 33 and upstream of an inlet of the second channel 12, and downstream of an outlet of the second channel 12 and downstream of the heat exchangers 31 and 32. The second directional control valve 35 has three switchable positions and is located downstream of the outlet of the first channel 11 and downstream of an outlet of the second channel 12, and upstream of the third directional control valve 36 and upstream of the heating device 16. The heating device 16 is located upstream of an inlet of the second channel 12. The third directional control valve 36 has two switchable positions and is located upstream of the two heat exchangers 31 and 32. The two heat exchangers 31 and 32 can also be implemented by a heat exchanger with several flow-through stages or modules, or a stepless adjustment for a heat exchange capacity, or by a different number of heat exchangers.

[0053] Zudem ist das Temperierungssystem 100 mit nicht weiter dargestellten Komponenten einer Steuerungstechnik ausgestattet, die einen Temperatursensor zur Erfassung einer Batterietemperatur TB in dem Batteriespeicher 20, einen Temperatursensor zur Erfassung einer Außen-[0053] In addition, the temperature control system 100 is equipped with components of a control technology (not shown) which include a temperature sensor for detecting a battery temperature TB in the battery storage unit 20, a temperature sensor for detecting an external temperature TB, and a temperature sensor for detecting an external temperature TB.

7118 7118

A ‚hes AT 528 337 B1 2026-01-15 It's AT 528 337 B1 2026-01-15

Ss N Ss N

temperatur TA außerhalb des Batteriespeichers 20, eine CPU mit einem Steuerungsprogramm und Signalverbindungen zu Aktoren an den Wegeventilen 34, 35 und 36, zu einem Antrieb der Pumpe 33 und zu der Heizvorrichtung 16 umfasst. temperature TA outside the battery storage 20, a CPU with a control program and signal connections to actuators on the directional valves 34, 35 and 36, to a drive of the pump 33 and to the heating device 16.

[0054] In Fig. 1 ist ein Betriebsmodus des Temperierungssystems 100 dargestellt, der eingeschaltet wird, wenn die Außentemperatur TA nahe bei einer vorgegebenen Solltemperatur TS für die Batteriezellen 22 liegt, d.h. wenn kein wesentlicher, störender Temperatureinfluss von außen auf das Temperierungssystem 100 einwirkt. Mit anderen Worten liegt die Außentemperatur TA in einer durch den Temperartursensor erfassten Systemumgebung des Batteriespeichers 20 ungefähr auf der vorgegebenen Solltemperatur TS. Alternativ liegt die Außentemperatur TA Batteriezellen 22 gewährleistet ist, sowie eine möglichst geringe Alterung der Zellchemie der Batteriezellen 22 zu erwarten ist. [0054] Figure 1 shows an operating mode of the temperature control system 100, which is switched on when the outside temperature TA is close to a predetermined setpoint temperature TS for the battery cells 22, i.e., when no significant, disruptive external temperature influence acts on the temperature control system 100. In other words, the outside temperature TA in a system environment of the battery storage 20, as detected by the temperature sensor, is approximately at the predetermined setpoint temperature TS. Alternatively, the outside temperature TA is set to ensure that the battery cells 22 remain at a certain temperature and that minimal aging of the cell chemistry of the battery cells 22 is to be expected.

[0055] In diesem Betriebsmodus ist ein zweiter Zirkulationsweg durch den zweiten Kanal 12 zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers 20 nicht erforderlich und nicht aktiv. Die Pumpe 33 fördert das Temperierungsmedium M durch den ersten Kanal 11 zur inneren Temperierung des Batteriespeichers 20, um eine Abwärme infolge des Innenwiderstands der Batteriezellen 22 während einer Leistungsabgabe oder Leistungsaufnahme aufzunehmen und abzuführen. Der erste Zirkulationsweg Z1 des Temperierungsmediums M in dem ersten Kanal 11 wird über das zweite Wegeventil 35 und über das dritte Wegeventil 36 durch den ersten Wärmetauscher 31 geführt und gelangt über das erste Wegeventil 34 zurück zu der Pumpe 33. In diesem Betriebsmodus wird eine Fördermenge der Pumpe 33 durch den ersten Kanal 11 zur inneren Temperierung des Batteriespeichers 20 mit einer Leistungsansteuerung eines Pumpenantriebs in Abhängigkeit eines Kühlleistungsbedarfs der Batteriezellen 22 geregelt. Hierzu erfasst der in dem Batteriespeicher 20 oder direkt an einer Batteriezelle 22 angeordnete Temperatursensor die Batterietemperatur TB, die als Parameter für den Kühlleistungsbedarf verwendet wird. [0055] In this operating mode, a second circulation path through the second channel 12 for external temperature control of the battery storage unit 20 is not required and is not active. The pump 33 pumps the temperature control medium M through the first channel 11 for internal temperature control of the battery storage unit 20 in order to absorb and dissipate waste heat resulting from the internal resistance of the battery cells 22 during power output or power input. The first circulation path Z1 of the temperature control medium M in the first channel 11 is routed through the first heat exchanger 31 via the second directional valve 35 and the third directional valve 36, and returns to the pump 33 via the first directional valve 34. In this operating mode, the pump 33's flow rate through the first channel 11 for internal temperature control of the battery storage unit 20 is regulated by controlling the pump drive's power output as a function of the cooling power requirement of the battery cells 22. For this purpose, the temperature sensor located in the battery storage unit 20 or directly on a battery cell 22 records the battery temperature TB, which is used as a parameter for the cooling power requirement.

[0056] Fig. 2 zeigt dasselbe Temperierungssystem 100 mit umgeschalteten Wegeventilen 34, 35 und 36 in einem anderen Betriebsmodus, der eingestellt wird, wenn die Außentemperatur TA größer als die vorgegebene Solltemperatur TS ist, oder alternativ eine Abweichung der höheren Außentemperatur TA außerhalb des zuvor genannten akzeptablen Toleranzbereichs in Bezug auf die Solltemperatur TS liegt. Demzufolge wirkt von außen ein Wärmeeintrag auf das Temperierungssystem 100 ein, der einer Temperierung der Batteriezellen 22 auf konstanter Solltemperatur TS entgegenwirkt, und demnach durch eine aktive thermische Abschirmung bereits in einem äußeren Bereich des Batteriespeichers 20, also dem Batteriespeichergehäuse 10 abgefangen werden soll. [0056] Fig. 2 shows the same temperature control system 100 with switched directional control valves 34, 35 and 36 in a different operating mode, which is set when the outside temperature TA is greater than the predetermined setpoint temperature TS, or alternatively, when the deviation of the higher outside temperature TA is outside the aforementioned acceptable tolerance range with respect to the setpoint temperature TS. Consequently, heat is introduced from the outside onto the temperature control system 100, which counteracts the temperature control of the battery cells 22 at a constant setpoint temperature TS, and is therefore to be intercepted by active thermal shielding in an outer area of the battery storage 20, i.e., the battery storage housing 10.

[0057] Hierzu wird zunächst die Fördermenge der Pumpe 33 im Vergleich zu dem Betriebsmodus in Fig. 1 erhöht, um die äußere Temperierung des Batteriespeichers 20 zusätzlich, also unabhängig und ohne Verminderung der geregelten inneren Temperierung versorgen zu können. Zudem gibt das erste Wegeventil 34 in einer Ventilstellung K2 eine Verbindung zwischen dem Temperierungskreislauf 30 und einem der Eingänge des zweiten Kanals 12 in dem Gehäusemantel 14 zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers 20 frei. Genauer genommen teilt das erste [0057] For this purpose, the flow rate of the pump 33 is first increased compared to the operating mode in Fig. 1 in order to supply the external temperature control of the battery storage unit 20 additionally, i.e., independently and without reducing the controlled internal temperature control. In addition, the first directional control valve 34, in a valve position K2, opens a connection between the temperature control circuit 30 and one of the inlets of the second channel 12 in the housing 14 for the external temperature control of the battery storage unit 20. More precisely, the first

[0058] Hierzu wird zunächst die Fördermenge der Pumpe 33 im Vergleich zu dem Betriebsmodus in Fig. 1 erhöht, um die äußere Temperierung des Batteriespeichers 20 zusätzlich, also unabhängig und ohne Verminderung der geregelten inneren Temperierung versorgen zu können. Zudem gibt das erste Wegeventil 34 in einer Ventilstellung K2 eine Verbindung zwischen dem Temperierungskreislauf 30 und einem der Eingänge des zweiten Kanals 12 in dem Gehäusemantel 14 zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers 20 frei. Genauer genommen teilt das erste Wegeventil 34 einen Gesamtstrom des zirkulierenden Temperierungsmediums M auf zwei Teilströme durch zwei Zirkulationswege Z1 und Z2 durch das Batteriespeichergehäuse 10, d.h. über den ersten Kanal 11 und über den zweiten Kanal 12 auf. Nach dem die Teilströme des Temperierungsmediums M die beiden Zirkulationswege Z1 und Z2 zur inneren und äußeren Temperierung des Batteriespeichers 20 parallel durchströmt haben, werden diese an den Ausgängen des ersten Kanals 11 und des zweiten Kanals 12 in dem zweiten Wegeventil 35 wieder zusammengeführt und zu dem dritten Wegeventil 36 geleitet. Das dritte Wegeventil 36 gibt in der Ventilstel-[0058] For this purpose, the flow rate of the pump 33 is first increased compared to the operating mode in Fig. 1 in order to supply the external temperature control of the battery storage unit 20 additionally, i.e., independently and without reducing the controlled internal temperature control. In addition, the first directional control valve 34, in a valve position K2, opens a connection between the temperature control circuit 30 and one of the inlets of the second channel 12 in the housing 14 for the external temperature control of the battery storage unit 20. More precisely, the first directional control valve 34 divides a total flow of the circulating temperature control medium M into two partial flows through two circulation paths Z1 and Z2 through the battery storage unit housing 10, i.e., via the first channel 11 and via the second channel 12. After the partial flows of the temperature control medium M have flowed in parallel through the two circulation paths Z1 and Z2 for internal and external temperature control of the battery storage unit 20, they are recombined at the outlets of the first channel 11 and the second channel 12 in the second directional valve 35 and directed to the third directional valve 36. The third directional valve 36, in the valve position-

A ‚hes AT 528 337 B1 2026-01-15 It's AT 528 337 B1 2026-01-15

Ss N Ss N

lung K2 zwei Zirkulationswege Z1 und Z2 durch beide Wärmetauscher 31 und 32 frei, womit die bereitgestellte Wärmeaustauschkapazität, also die abrufbare Kühlleistung für das zirkulierende Temperierungsmedium M an die erhöhte Fördermenge angepasst wird. lung K2 frees two circulation paths Z1 and Z2 through both heat exchangers 31 and 32, thus adapting the provided heat exchange capacity, i.e. the available cooling capacity for the circulating temperature control medium M, to the increased flow rate.

[0059] Der in Fig. 2 gezeigte Betriebsmodus umfasst Variationen, um auf einen Kühlleistungsbedarf der äußeren Temperierung des Batteriespeichers 20 unabhängig von der inneren Temperierung reagieren zu können. So kann je nach Differenz zwischen der Außentemperatur TA und der Solltemperatur TS die Fördermenge von einer zusätzlichen Fördermenge für die äußere Temperierung bis zu einer maximalen Fördermenge der Pumpe 33 geregelt werden. In entsprechendem Maße kann mittels Einstellung einer Drosselfunktion des ersten Wegeventils 34 in der Ventilstellung K2 eine Aufteilung des Fördermediums M von einem geringen Teilstrom bis auf einen förderdruck abhängigen maximalen Teilstrom des zweiten Zirkulationsweges Z2 durch den zweiten Kanal 12 geregelt werden, und zwar weitgehend unabhängig von dem Teilstrom des ersten Zirkulationsweges Z1 durch den ersten Kanal 11. Ebenso kann zur Unterstützung der Kühlkapazität des ersten Wärmetauschers 31 in entsprechendem Maße mittels Einstellung einer Drosselfunktion des dritten Wegeventils 36 in der Ventilstellung K2 eine Aufteilung des Temperierungsmediums M von einem geringen Teilstrom bis auf einen liegt. Demzufolge wirkt von außen ein Kälteeintrag auf das Temperierungssystem 100 ein, der einer Temperierung der Batteriezellen 22 auf konstanter Solltemperatur TS entgegenwirkt, und demnach durch die aktive thermische Abschirmung im äußeren Bereich des Batteriespeichers 20 abgefangen werden soll. [0059] The operating mode shown in Fig. 2 includes variations to respond to the cooling capacity requirements of the external temperature control of the battery storage unit 20 independently of the internal temperature control. Thus, depending on the difference between the external temperature TA and the setpoint temperature TS, the flow rate can be regulated from an additional flow rate for external temperature control up to a maximum flow rate of the pump 33. To a corresponding extent, by adjusting the throttling function of the first directional control valve 34 in valve position K2, the distribution of the pumped medium M can be regulated from a small partial flow to a maximum partial flow of the second circulation path Z2 through the second channel 12, dependent on the delivery pressure, largely independently of the partial flow of the first circulation path Z1 through the first channel 11. Likewise, to support the cooling capacity of the first heat exchanger 31, the distribution of the temperature control medium M from a small partial flow to a single partial flow can be regulated to a corresponding extent by adjusting the throttling function of the third directional control valve 36 in valve position K2. Consequently, a cold input from the outside acts on the temperature control system 100, which counteracts the temperature control of the battery cells 22 to a constant setpoint temperature TS and is therefore to be intercepted by the active thermal shielding in the outer area of the battery storage unit 20.

[0060] Hierzu muss je nach Temperaturdifferenz zwischen der Außentemperatur TA und der Solltemperatur TS die Fördermenge der Pumpe 33 im Vergleich zu dem Betriebsmodus in Fig. 1 nicht zwangsweise erhöht werden, um die äußere Temperierung des Batteriespeichers 20 zu realisieren. Das liegt daran, dass die in diesem Betriebsmodus der erste Kanal 11 und der zweite Kanal 12 nacheinander von einem Gesamtstrom durchlaufen werden, und nicht ein zweiter Zirkulationsweg Z2 von einem zusätzlich abgeteilten Teilstrom aus einem erhöhten Gesamtstrom durchlaufen wird, wie in dem Betriebsmodus in Fig. 2. [0060] Depending on the temperature difference between the outside temperature TA and the target temperature TS, the flow rate of the pump 33 does not necessarily have to be increased compared to the operating mode in Fig. 1 in order to achieve the external temperature control of the battery storage 20. This is because, in this operating mode, the first channel 11 and the second channel 12 are traversed sequentially by a total flow, and not a second circulation path Z2 by an additionally separated partial flow from an increased total flow, as in the operating mode in Fig. 2.

[0061] Dazu leitet das zweite Wegeventil 35 in der Ventilstellung K1 das Temperierungsmedium M nach dem Ausgang des ersten Kanals 11 in dem Temperierungskreislauf 30 zu einem der Eingänge des zweiten Kanals 12 in dem Gehäusemantel 14 zur äußeren Temperierung des Batteriespeichers 20 um. Nach dem der Gesamtstrom des Temperierungsmediums M die beiden Zirkulationswege Z1 und Z2 zur inneren und äußeren Temperierung des Batteriespeichers 20 nacheinander, d.h. in der dargestellten Anordnung gegenläufig, durchströmt hat, wird dieser über das erste Wegeventil 34 in der Ventilstellung K1 zurück zu einer Ansaugseite der Pumpe 33 geführt. [0061] For this purpose, the second directional control valve 35, in valve position K1, directs the temperature control medium M from the outlet of the first channel 11 in the temperature control circuit 30 to one of the inlets of the second channel 12 in the housing 14 for external temperature control of the battery storage unit 20. After the total flow of the temperature control medium M has circulated through the two circulation paths Z1 and Z2 for internal and external temperature control of the battery storage unit 20 sequentially, i.e., in opposite directions in the illustrated arrangement, it is directed back to an intake side of the pump 33 via the first directional control valve 34 in valve position K1.

[0062] Der in Fig. 3 gezeigte Betriebsmodus umfasst Variationen, um auf einen Wärmeleistungsbedarf der äußeren Temperierung des Batteriespeichers 20 reagieren zu können. So können je nach Differenz zwischen der Außentemperatur TA und der Solltemperatur TS die Fördermenge der Pumpe 33 und ein Wärmeeintrag einer aktiven oder passiven Beheizung in das zirkulierende Temperierungsmedium M geregelt werden. [0062] The operating mode shown in Fig. 3 includes variations to respond to the heat output requirements of the external temperature control of the battery storage unit 20. Thus, depending on the difference between the outside temperature TA and the setpoint temperature TS, the flow rate of the pump 33 and the heat input from active or passive heating into the circulating temperature control medium M can be regulated.

[0063] Wenn die Differenz zwischen der Außentemperatur TA und der Solltemperatur TS gering ist, oder aufgrund von Abwärme der Batteriezellen 22 im Betrieb eine Differenz zwischen der Batterietemperatur TB und der Solltemperatur TS bereits ausreichend groß ist, wird der Gehäusemantel 14 über den zweiten Kanal 12 passiv beheizt. Hierzu wird Abwärme aus den Batteriezellen 22, die anderenfalls über die Wärmetauscher 31 und 32 abgeführt werden würde, von dem Wärmeeintrag einer aktiven oder passiven Beheizung in das zirkulierende Temperierungsmedium M geregelt werden. [0063] If the difference between the outside temperature TA and the target temperature TS is small, or if, due to waste heat from the battery cells 22 during operation, the difference between the battery temperature TB and the target temperature TS is already sufficiently large, the housing jacket 14 is passively heated via the second channel 12. For this purpose, waste heat from the battery cells 22, which would otherwise be dissipated via the heat exchangers 31 and 32, is regulated by the heat input of an active or passive heating system into the circulating temperature control medium M.

[0064] Wenn die Differenz zwischen der Außentemperatur TA und der Solltemperatur TS gering ist, oder aufgrund von Abwärme der Batteriezellen 22 im Betrieb eine Differenz zwischen der Batterietemperatur TB und der Solltemperatur TS bereits ausreichend groß ist, wird der Gehäusemantel 14 über den zweiten Kanal 12 passiv beheizt. Hierzu wird Abwärme aus den Batteriezellen 22, die anderenfalls über die Wärmetauscher 31 und 32 abgeführt werden würde, von dem Temperierungsmedium M in dem ersten Kanal 11 aufgenommen und danach in dem zweiten [0064] If the difference between the outside temperature TA and the target temperature TS is small, or if, due to waste heat from the battery cells 22 during operation, the difference between the battery temperature TB and the target temperature TS is already sufficiently large, the housing jacket 14 is passively heated via the second channel 12. For this purpose, waste heat from the battery cells 22, which would otherwise be dissipated via the heat exchangers 31 and 32, is absorbed by the temperature control medium M in the first channel 11 and then transferred to the second channel 12.

A ‚hes AT 528 337 B1 2026-01-15 A 'hes AT 528 337 B1 2026-01-15

Ss N Ss N

Kanal 12 abgegeben. Channel 12 submitted.

[0065] Wenn die Differenz zwischen der Außentemperatur TA und der Solltemperatur TS groß ist, oder keine wesentliche Abwärme aus den Batteriezellen 22 vorliegt, wird der Gehäusemantel 14 über den zweiten Kanal 12 aktiv beheizt. Dazu wird die elektrisch betriebene Heizvorrichtung 16 eingeschaltet oder temperaturabhängig geregelt, die das Temperierungsmedium M vor Eintritt in den zweiten Kanal 12 erwärmt. [0065] If the difference between the outside temperature TA and the target temperature TS is large, or if there is no significant waste heat from the battery cells 22, the housing jacket 14 is actively heated via the second channel 12. For this purpose, the electrically operated heating device 16 is switched on or temperature-controlled, which heats the temperature control medium M before it enters the second channel 12.

[0066] In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann das Temperierungssystem 100 Ventile und Leitungen oder Kanäle für einen zuschaltbaren Zirkulationsweg umfassen, der in einem thermischen Kontakt mit einem Abwärme erzeugenden Verbraucher des Anwendungssystems, wie einem Elektromotor, einem Inverter, sonstiger Leistungselektronik, einer Verbrennungsmaschine oder dergleichen in einem thermischen Kontakt steht. Dieser zuschaltbare Zirkulationsweg kann in dem Betriebsmodus in Fig. 3 stromaufwärts mit dem zweiten Kanal 12 verbindbar sein und als Wärmequelle zur passiven Beheizung des Gehäusemantels 14 durch Abwärme der entsprechenden energetischen Verbraucher genutzt werden. [0066] In a further embodiment, not shown, the temperature control system can comprise 100 valves and lines or channels for a switchable circulation path, which is in thermal contact with a waste heat-generating consumer of the application system, such as an electric motor, an inverter, other power electronics, an internal combustion engine, or the like. In the operating mode shown in Fig. 3, this switchable circulation path can be connected upstream to the second channel 12 and used as a heat source for passively heating the housing jacket 14 by waste heat from the corresponding energy consumers.

[0067] In einer nicht weiter dargestellten Ausführungsform kann das Temperierungssystem 100 eine zweite Pumpe umfassen, die dem zweiten Zirkulationsweg durch den zweiten Kanal 12 zugeordnet ist. Somit können getrennte Zirkulationswege unabhängig voneinander betrieben werden. [0067] In an embodiment not shown further, the temperature control system 100 can include a second pump which is assigned to the second circulation path through the second channel 12. Thus, separate circulation paths can be operated independently of each other.

[0068] Die voranstehenden Erläuterungen der Ausführungsformen beschreiben die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. [0068] The preceding explanations of the embodiments describe the present invention exclusively by way of examples. Of course, individual features of the embodiments can be freely combined with one another, provided this is technically feasible, without departing from the scope of the present invention.

10 / 18 10 / 18

A ‚hes AT 528 337 B1 2026-01-15 A 'hes AT 528 337 B1 2026-01-15

BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE MARK LIST

10 Batteriespeichergehäuse 10 battery storage housings

11 erster Kanal 11 first channel

12 zweiter Kanal 12 second channel

13 Aufnahmekammer 13 Admission chamber

14 Gehäusemantel 14 Housing shell

15 Isolationsschicht 15 Insulation layer

16 Heizvorrichtung 16 Heating device

20 Batteriespeicher 20 battery storage units

22 Batteriezellen 22 battery cells

30 Temperierungskreislauf 30 Temperature control circuit

31 Erster Wärmetauscher 31 First heat exchanger

32 Zweiter Wärmetauscher 32 Second heat exchanger

33 Pumpe 33 Pump

34 Wegeventil mit drei Schaltzuständen 35 Wegeventil mit drei Schaltzuständen 36 Wegeventil mit zwei Schaltzuständen 34-way valve with three switching states 35-way valve with three switching states 36-way valve with two switching states

100 Temperierungssystem 100 temperature control system

K1 Ventilstellung eines Betriebsmodus K1 Valve position of an operating mode

K2 Ventilstellung eines Betriebsmodus K2 Valve position of an operating mode

M Temperierungsmedium M temperature control medium

TA Außentemperatur in Systemumgebung TB Batterietemperatur im Batteriespeicher TS Solltemperatur für die Batteriezellen TA Ambient temperature in system environment TB Battery temperature in battery storage TS Target temperature for battery cells

Z1 erster Zirkulationsweg durch ersten Kanal Z1 first circulation path through first channel

Z2 zweiter Zirkulationsweg durch zweiten Kanal Z2 second circulation path through second channel

Claims

A 'hes AT 528 337 B1 2026-01-15

Ss N

Patent claims

1. Battery storage housing (10) for temperature control of a battery storage unit (20) comprising: a receiving chamber (13) with receiving means for receiving battery cells (22); a housing shell (14) that externally delimits the receiving chamber (13); and

Channels for providing circulation paths (Z1, Z2) for a liquid temperature control medium (M), wherein

a first channel (11) for internal temperature control of the battery storage (20) is designed to lead through the receiving chamber (13) and is arranged in thermal contact with the battery cells (22) or the receiving means;

characterized by the fact that

a second channel (12) for external temperature control of the battery storage (20) is designed to lead essentially around the receiving chamber (13) and is arranged in thermal contact with at least two surface sections of the housing shell (14).

2. Battery storage housing (10) according to claim 1, wherein the second channel (12) is formed, at least partially, in the form of a planar liquid-carrying sheath or in the form of a network of several parallel flowable channels around the receiving chamber (13).

3. Battery storage housing (10) according to claim 1 or 2, wherein the second channel (12) is arranged inside the housing shell (14) and/or is integrally formed with it.

4. Battery storage housing (10) according to one of claims 1 to 3, wherein the housing shell (14) is surrounded by a thermal insulation layer (15).

5. Battery storage housing (10) according to one of claims 1 to 4, comprising a heating device (16) which is arranged on the housing shell (14) in association with a thermal contact with the second channel (12), for the input of heat into the temperature control medium (M).

6. Temperature control system (100) for temperature control of a battery storage system (20), comprising:

a battery storage housing (10) with:

a receiving chamber (13) with receiving means for receiving battery cells (22), and

a housing shell (14) that externally delimits the receiving chamber (13); a temperature control circuit (30) for a liquid temperature control medium (M) with: a pump (33) for circulating the temperature control medium (M);

at least one heat exchanger (31, 32) for heat exchange between the temperature control medium (M) and an atmosphere of a system environment or a cooling system, and

liquid-carrying channels and valves for providing and selecting different circulation paths (Z1, Z2) in the temperature control circuit (30); wherein

a first circulation path (Z1) of the temperature control circuit (30) for internal temperature control of the battery storage (20) is connected to a first channel (11) in the battery storage housing (10), which is designed to lead through the receiving chamber (13) and is arranged in thermal contact with the battery cells (22) or the receiving means;

characterized by the fact that

a second circulation path (Z2) of the temperature control circuit (30) for external temperature control of the battery storage (20) is connected to a second channel (12) in the battery storage housing (10), which is designed to lead substantially around the receiving chamber (13) and is arranged in thermal contact with at least two surface sections of the housing shell (14).

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

AT 528 337 B1 2026-01-15

Temperature control system (100) according to claim 6, wherein the first channel (11) and the second channel (12) are arranged parallel to each other so that flow can occur in the temperature control circuit (30).

Temperature control system (100) according to claim 6 or 7, comprising a switchable, preferably controllable directional control valve (34) arranged in the temperature control circuit (30) and connected on the output side to an input of the first channel (11) and an input of the second channel (12) for selective release or division of circulation paths (Z1, Z2) in the temperature control circuit (30).

Temperature control system (100) according to one of claims 6 to 8, comprising a switchable directional control valve (35) arranged in the temperature control circuit (30) and connected on the input side to an output of the first channel (11) and on the output side to an input of the second channel (12), for a selective linking of circulation paths (Z1, Z2) in the temperature control circuit (30).

Temperature control system (100) according to one of claims 6 to 9, comprising a second heat exchanger (32) which is preferably arranged parallel to the first heat exchanger (31) so that flow can occur in the temperature control circuit (30).

Temperature control system (100) according to one of claims 6 to 10, comprising a switchable, preferably controllable directional control valve (36) arranged in the temperature control circuit (30) and connected on the output side to inputs of the two heat exchangers (31, 32) for selective release or division of circulation paths through the two heat exchangers (31, 32).

Temperature control system (100) according to one of claims 6 to 11, comprising a heating device (16) which is arranged on the temperature control circuit (30), preferably in a second circulation path (Z2) of the second channel (12) or upstream of it, for the input of heat into the temperature control medium (M).

Temperature control system (100) according to one of claims 6 to 12, comprising a temperature sensor arranged in the battery storage (20) for detecting a battery temperature.

Temperature control system (100) according to one of claims 6 to 13, comprising a temperature sensor arranged on an outside of the battery storage (20) or in a system environment for detecting an outside temperature (TA).

Temperature control system (100) according to one of claims 6 to 14, comprising a further pump, wherein the temperature control circuit (30) is configured in two separate circulation paths (Z1, Z2) or is switchable by means of the directional control valves (34, 35, 36), wherein each of the two separate circulation paths (Z1, Z2) is assigned one of the pumps and one of the first channel (11) and the second channel (12).

Method for temperature control of a battery storage device (20) using a temperature control system (100), preferably one according to claims 6 to 15, comprising the steps:

- Promoting the circulation of a temperature control medium (M) in a temperature control circuit (30) by means of a pump (33);

Guiding the temperature control medium (M) via a first circulation path (Z1) through a first channel (11) in thermal contact with battery cells (22) of the battery storage unit (20) for internal temperature control; characterized by the step:

- Dividing the circulation and directing partial flows of the temperature control medium (M) in parallel, or returning the entire circulation of the temperature control medium (M) via a second circulation path (Z2) through a second channel (12) in thermal contact with at least two surface sections of a housing shell (14) of the battery storage unit (20) for external temperature control, by means of at least one directional control valve (34, 35),

depending on an outside temperature (TA) in a system environment of the battery storage (20).

17. A method for temperature control according to claim 16, comprising the steps of:

- Recording a battery temperature (TB) in the battery storage (20) using a temperature sensor; and

- Setting the pump delivery rate (33) by means of a pump drive power,

depending on a predetermined target temperature (TS) for the battery cells (22) or a difference between the target temperature (TS) and the measured battery temperature (TB).

18. A method for temperature control according to claim 16 or 17, comprising the steps of:

- Recording an outside temperature (TA) on an outside of the battery storage (20) or in a system environment using a temperature sensor;

- Comparing the recorded outside temperature (TA) with the specified target temperature (TS) for the battery cells (22); and

- Determine whether the outside temperature (TA): - is within a tolerance range around the setpoint temperature (TS), - is above the tolerance range around the setpoint temperature (TS), or - is below the tolerance range around the setpoint temperature (TS). 19. Method for temperature control according to claim 18, comprising the steps:

- Dividing the circulation in the temperature control circuit (30) upstream of the battery storage (20) into partial flows of the temperature control medium (M); and

- parallel routing of the partial flows of the temperature control medium (M) via the first circulation path (Z1) of the first channel (11) for internal temperature control of the battery storage (20) and via the second circulation path (Z2) of the second channel (12) for external temperature control of the battery storage (20), by means of a directional control valve (34); and

- Combining the partial flows of the temperature control medium (M) from the circulation paths (Z1, Z2) of the first channel (11) and the second channel (12) downstream of the battery storage (20), preferably by means of a directional control valve (35);

if it has previously been determined that the outside temperature (TA) is above the tolerance range around the target temperature (TS).

20. A method for temperature control according to claim 18, comprising the steps of:

- Returning the entire circulation of the temperature control medium (M) in the temperature control circuit (30) downstream of the battery storage (20) after the first circulation path (Z1) of the first channel (11) for internal temperature control of the battery storage (20) via the second circulation path (Z2) of the second channel (12) for external temperature control of the battery storage (20), by means of a directional control valve (35); and

if it has previously been determined that the outside temperature (TA) is below the tolerance range around the target temperature (TS).

21. Method for temperature control according to claim 20, comprising the step:

- active heating of the temperature control medium (M) in the temperature control circuit (30) by means of a heating device (16);

14 / 18

A 'hes AT 528 337 B1 2026-01-15

Ss N

22. Method for temperature control according to claim 20, comprising the steps:

- passive heating of the temperature control medium (M) in the temperature control circuit (30) using waste heat from at least one energy consumer;

This includes 3 sheets of drawings.