CN111038301B - 带有换热器的车辆以及用于充电车辆的电气储能器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带有换热器的车辆以及用于充电车辆的电气储能器的方法，具体而言根据本发明的车辆具有换热器(10)，其至少按需要可以以用作调温介质的液体填充，其中换热器(10)具有至少一个用于过程介质的进入开口(12)和至少一个用于过程介质的离开开口(14)，且其中换热器(10)具有至少一个用于调温介质的进入开口(16)和至少一个用于调温介质的离开开口(18)。此外，换热器(10)具有至少一个器件，用于主动移除位于换热器(10)中的调温介质，且/或换热器(10)功能上可以与至少一个用于主动移除位于换热器(10)中的调温介质的器件相连接。

Description

带有换热器的车辆以及用于充电车辆的电气储能器的方法

技术领域

本发明涉及一种车辆、尤其机动车，带有至少按需要以液体运行的换热器，一种用于车辆的电气储能器的充电站，以及一种用于充电车辆的电气储能器的方法。

背景技术

从文件DE 102015220601 A1中已知一种用于到电池组中的冷却介质或灭火剂的导入装置，经由其在电池组或电池组中的电池单格的燃烧情况中经由端口元件可流体技术上连接有冷却介质存储器或灭火剂存储器，其中对于冷却介质存储器或灭火剂存储器尤其意味着消防车的冷却介质罐或灭火剂罐。文献未详细地参考在电池组的使用寿命期间不断地重复的充电过程。

从文件DE 102016202407 A1中已知一种用于充电车辆的电气储能器的充电站。为了在充电过程期间冷却车辆，充电站具有冷却设备，其设置用于从车辆取出热量。该冷却设备应作为吹风机沿车辆前车的方向输送冷却空气。为了冷却冷却空气，设置有换热设备，其应以地下水或河水工作。

在文件US 9,527,403,B2中描述了一种用于充电车辆的电气储能器的方法以及一种用于充电车辆的电气储能器的由充电站和车辆组成的组件，根据其充电站不仅应提供用于充电的电能，而且提供水、空气或另一流体用于在充电过程期间热调节(Konditionierung)储能器。对于该方法和组件不利的是，用作流体的液体在充电过程后至少部分地以剩余液体的形式遗留在车辆中。当该剩余液体尤其在冬天冻结成冰时，车辆的部分(尤其这样的管路和/或元件，在其中保留有剩余液体)可破裂。

发明内容

本发明基于如下任务，提供一种带有以液体运行的换热器的车辆、一种用于车辆的电气储能器的充电站、一种由这样的车辆和这样的充电站构成的组件以及一种用于充电车辆的电气储能器的方法供使用，其能够实现高效充电和具有高的功能安全性。

该任务的解决方案以根据本发明的特征实现。

根据本发明的车辆具有换热器，其至少按需要可以以用作调温介质的液体填充，其中换热器具有至少一个用于过程介质的进入开口和至少一个用于过程介质的离开开口。此外，换热器具有至少一个用于调温介质的进入开口和至少一个用于调温介质的离开开口。在此，换热器此外具有用于主动移除位于换热器中的调温介质的器件且/或换热器功能上可与用于主动移除位于换热器中的调温介质的器件相连接。如在下面根据具体实施例还变得明显的是，上文提到的器件在本发明的意义中一方面应理解为结构上的设计方案，如例如合适地构造的单独的开口，且另一方面应理解为装置，如例如振动装置、通风器(Ventilator)等。在此，合适的结构上的设计方案和装置也可彼此组合。

上文提到的调温介质尤其意味着冷却介质。调温介质然而可为加热介质，其用于加速达到确定的更高的最小温度。

可填充不仅意味着为了稍后的穿流的目的的手动填充，而且意味着持久填充，通过调温介质、尤其冷却介质持久地流动穿过换热器。在此，作为调温介质连续地将新的调温介质导引穿过换热器，例如通过河水在确定的取出部位处取出且借助于合适的管路由该取出部位到换热器中纯粹地且通过其导引穿过。其但是也可为调温介质，其在冷却循环的另一部位处再冷却且一直又穿流冷却循环。

本发明尤其针对带有电气驱动储能器的车辆来开发，其又必须定期地充电。驱动储能器在此尤其意味着以可重复充电的电池的形式的电气储能器，其完全地或至少部分地用于车辆的驱动(也就是说加速和驱动)。在这样的车辆的情形中，尤其结合快速充电过程，在其中高的电流流动且因此同样出现许多热量，高效冷却特别重要，以便避免驱动储能器的过热。

将用于主动移除位于换热器中的调温介质的器件设置在换热器本身处或通过与这样的器件的功能上的连接能够实现如下，作为调温介质使用简单的水，其在保留在换热器中的情况下在车辆的运行的情形中冻结且由此可引起各个元件的损伤。当简单的水用作调温介质时，对于在带有用于过程介质的引入开口的供应管和带有用于过程介质的离开开口的引出管之间的连接可提出仅小的要求，因为泄漏对于环境没有负面影响。若有可能，在连接的区域中离开的水可以简单地在周围环境中渗透或蒸发。由此不必担忧环境损害。

在根据本发明的车辆的一种实际的实施方式中，换热器本身作为用于主动移除位于换热器中的调温介质的器件具有通风器和/或吸走装置。在另一实际的实施方式中，换热器与布置在车辆中的通风器和/或吸走装置联结。通风器可例如用于借助于空气流逐出位于换热器中的液体，通过经由空气供应开口带入空气且经由空气引走开口将空气又从换热器中引导出来，其中空气尽可能完全地导引穿过换热器的区域，其之前由调温介质穿流。

对此备选地或补充地，也可设置有吸走装置，以便通过吸取过程将用作调温介质的液体完全地或至少尽可能地完全地从换热器中输送出来。

独立于换热器本身是具有通风器和/或吸走装置还是布置在车辆中的通风器和/或吸走装置与换热器联结，该实施方式能够实现换热器的自给自足的运行和尤其如下可能性，即，作为调温介质带入到换热器中的液体借助于设置在车辆本身中的器件又从换热器输送出来。这尤其当作为调温介质使用液体时才是重要的，其在车辆的一定的常规的温度运行区域中结冰且由此可引起损害。

在根据本发明的车辆的另一实际的实施方式中，换热器作为用于主动移除位于换热器中的调温介质的器件具有至少一个单独的调温介质排出开口和/或单独的通风开口。作为调温介质排出开口，尤其在底部侧、也就是说在沿高度方向观察换热器的底点的区域中设置有可闭合的开口，其仅必须开启，以便促使用作调温介质的液体的尽可能完全的重力决定的流出。当开口并非足够大到在任何时刻确保空气在液体的流出期间的冲流时，有意义的是，设置单独的通风开口，其优选地布置在换热器的上方区域中，特别优选地在沿高度方向观察上方的盖壁的区域中。

当所述至少一个调温介质排出开口借助于操纵单元可切换地构造且/或所述至少一个通风开口借助于操纵单元可切换地构造时，排空过程可手动地实现或同样自动地借助于控制装置激活。对此备选地或补充地，在至少一个调温介质排出开口的区域中和/或在至少一个通风开口的区域中布置有阀。由此，可进一步改善根据本发明的车辆的运行安全性，尤其当换热器如此构造使得不需要手动的排空时，例如通过车辆侧的控制装置按需要自动地将作为调温介质位于换热器中的液体从换热器中导引出来或因为在至少一个调温介质排出开口的区域中和/或在至少一个通风开口的区域中设置一个或多个阀的合适的选出和/或控制。

结合调温介质排出开口，其仅为了导出位于换热器中的液体开启，可为有利的是，换热器与振动装置联结，其中换热器通过按需要激活振动装置可如此置于振动中，使得有助于调温介质从开启的调温介质排出开口的流走。通过激活相应的振动装置可要么在整个排空过程期间要么同样仅在换热器的排空过程的结束阶段期间最大化流出的调温介质的量，通过借助于振动装置避免调温介质的剩余量在换热器中收集且保留在换热器中，例如因为引导至调温介质排出开口的落差不是足够大到促使重力决定的彻底的排空。

本发明同样涉及一种用于车辆的电气储能器的充电站，带有电气能量供应模块，其用于建立至车辆的电气储能器的连接，其中设置有至少一个联结器件以用于充电站与车辆的换热器的功能上的联结且作为至少一个用于主动移除位于车辆的换热器中的调温介质的器件设置有通风器和/或吸走设备。在此，通风器和/或吸走设备功能上与联结器件共同作用地布置。换而言之表达成，将用作调温介质的液体从换热器中输送出来也可通过在充电站方面设置的通风器和/或相应的吸走设备的功能上合适的连接和激活促使。在该情况中，不需要的是，将相应的吸走设备或通风器设置在车辆本身中，从而利用车辆本身相应的构件重量对于该元件而言不必在车辆的行驶和运行期间一起携带(mitführen)。这对于得到低的车辆重量、低的能量消耗和高的车辆里程是有利的。

本发明还涉及一种用于运行机动车的换热器的方法，根据其换热器在运行阶段期间按需要以用作调温介质的液体填充且以该调温介质运行，其中在换热器的运行后调温介质又从换热器移除。利用表达“在运行后”不仅应理解如下情况，在其中在换热器的每次运行后，调温介质又从换热器移除，而且应理解如下情况，在其中仅在存在确定的另外的参数的情况下调温介质又从换热器移除。作为这样的参数，尤其考虑周围环境温度，尤其当其临时如此低使得存在如下危险时，即调温介质结冰且通过伴随其的体积膨胀可导致换热器或机动车的另外的元件的损伤。

按照根据本发明的方法的一种实际的实施方式，作为调温介质使用水，且/或调温介质在运行阶段后导引到周围环境中或至充电站的流出设备(Ablaufeinrichtung)。已参考结合使用简单的水或其他的未负面地损害环境的液体的优点。水尤其意味着管路水、河水、地下水或其他的自然水，优选地没有添加剂，通过其调温介质到环境的导出是有危险的或甚至禁止的。

如已经结合根据本发明的车辆阐释的，也可按照根据本发明的方法，

a)借助于至少一个在车辆方面设置的装置从换热器移除调温介质，

b)借助于在充电站方面设置的装置从换热器移除调温介质，且/或

c)借助于移动装置从换热器移除调温介质。

变型方案a)和b)上文已经详细地阐释。变型方案c)尤其意味着便携式或至少可行进的通风器和/或便携式或可行进的吸走设备的使用，其为了移除位于换热器中的调温介质带到车辆中且与其功能上合适地联结。

同样结合根据本发明的车辆，已经阐释如下可行性方案，即实现通过吹出、排出和/或吸走将调温介质从换热器移除。

附图说明

本发明的另外的实际的实施方式随后结合图纸描述。其中：

图1以示意性视图示出了根据本发明的车辆的换热器，且

图2示出了根据本发明的车辆的换热器与用于车辆的电气储能器的充电站一起。

参考符号列表

10换热器

12用于过程介质的进入开口

14用于过程介质的离开开口

16用于调温介质的进入开口

18用于调温介质的离开开口

20可选的通风开口

22可选的调温介质排出开口

24通风器

26吸走装置

28充电站

30输入管

32排出管

34流出开口

36流入开口

38通风器

40流体管路。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的换热器10的第一实施方式，其在此简化地仅作为矩形呈现。换热器10具有用于过程介质的进入开口12、用于过程介质的离开开口14、用于调温介质的进入开口16和用于调温介质的离开开口18。作为过程介质，原则上可使用每种流体，也就是说不仅液体而且气态过程介质。

作为调温介质、尤其作为冷却介质，可使用每种液体，优选地然而环境可持续发展的液体，其可以毫不犹豫地排放到环境中。与此相关，尤其参考水。在换热器10内，通过构造合适的结构(未示出)，促使在过程介质和调温介质之间的热交换。这可尤其借助于合适的薄片(Lamelle)或其他的表面结构和在过程介质和调温介质之间的分离的流动引导(和优选地同样流动分离)实现。当调温介质为冷却介质时，换热器10的主要任务是，从在经由进入开口12的导入和从离开开口14的导出之间的过程介质通过如下方式取出热量，即通过该热量由过程介质传递到冷却介质上。

重力的方向在图1和2中以箭头g标记。

如在图1中可识别出的，在上侧设置有可选的通风开口20。在该通风开口20中可以可选地布置有未呈现的阀，尤其通风阀，其如此构造，使得空气侵入到换热器10中，但是液体可既不侵入又不从换热器10离开。在下侧，设置有同样可选的调温介质排出开口22。当位于换热器中的调温介质、尤其水从换热器10移除且由此应排出时，对此例如可开启调温介质排出开口22且同时开启可选的通风开口20。这导致，调温介质重力决定地从换热器10流出来。

为了确定，调温介质尽可能完全地从换热器10排空，换热器10可以可选地具有通风器24，借助于其流体、尤其空气在上侧通过通风开口20或任意的其他的开口、例如用于调温介质的进入开口16带入且通过通风开口20又从换热器10输送出来。由此，位于换热器10中的剩余液体主动地从换热器10的区域中输送出来，其之前由调温介质穿流。

上文可以备选地或补充地同样借助于吸走装置26来促使，其优选地(如在图1中示出的)布置在换热器10的底部侧，且功能上如此与离开开口18相连接，使得调温介质可从换热器10吸出来。

图2示出了另一实施例，在其中对于功能上相同的或至少功能相同的元件使用与在结合图1阐释的实施例相同的参考符号。图2示出了充电站28在换热器10处的布置。经由未呈现的连接，充电站28的充电线缆可以与同样未呈现的车辆的电气储能器(未呈现)相连接，以便以新的电能供给电气储能器。附加地，设置有用于将用作调温介质的液体引入到换热器10中的输入管30。此外，设置有排出管32，以便将用作调温介质的液体又从换热器10引走且引回到充电站28。充电站28对此具有流出开口34和流入开口36。在流出开口34的区域中且在流入开口36的区域中可以设置有可选的联结器件，以便将输入管30或排出管32与从未呈现的车辆的换热器10引导至相应的开口的管路相连接。相同的按意义地适用于在换热器10处的进入开口16和离开开口18。

为了可以类似于上文描述的可行性方案通过从换热器10吹出输送调温介质，在充电站28方面设置有通风器38，其能够实现，经由流体管路40将气态流体、尤其空气如例如周围环境空气经由通风开口20输送穿过换热器10且通过通风开口20又从换热器10输送出来。由此，位于换热器10中的调温介质可以以简单的方式尽可能完全地或完全地移除。

备选于或补充于经由通风开口20吹出，可设置成，经由进入开口16将空气或另一气态流体为了吹出带入到换热器10中且借助于该空气或该气态流体将位于其中的水主动地通过离开开口18和/或调温介质排出开口22输送出来。对此，可以同样使用通风器38或另一未呈现的附加的通风器，其中附加的通风器不必强制为充电站28的部分，而是同样可为移动通风器或换热器10本身的部分或未呈现的车辆的部分。

本发明的在本说明书中以及在图纸中公开的特征可不仅单个地而且以任意的组合对于以其不同的实施方式实现本发明而言是重要的。本发明可在考虑主管的本领域技术人员的知识的情况下改变。

在两个示例中，作为调温介质、尤其作为冷却介质，水在没有附加的、尤其没有非环境可持续发展的附加物质的情况下使用。由此不重要的是，在充电站28和换热器10之间的端口和/或在换热器10处的其他的端口具有简单的质量，因为泄漏既非成本集中的，其又不损害环境或根据本发明的车辆的安全。

Claims (8)

1.一种带有电气储能器和换热器(10)的车辆，其中所述换热器(10)能够至少按需要以用作调温介质的液体填充，其中所述调温介质用于在充电过程期间热调节所述电气储能器，其中所述换热器(10)具有至少一个用于过程介质的进入开口(12)和至少一个用于所述过程介质的离开开口(14)，且其中所述换热器(10)具有至少一个用于调温介质的进入开口(16)和至少一个用于所述调温介质的离开开口(18)，

其特征在于，

所述换热器(10)此外具有至少一个用于主动移除位于所述换热器(10)中的调温介质的器件且/或功能上能够与至少一个用于主动移除位于所述换热器(10)中的调温介质的器件相连接，从而使得，所述调温介质能够在所述充电过程后从所述换热器(10)被排空，其中，所述换热器(10)作为用于主动移除位于所述换热器(10)中的调温介质的器件具有单独的至少一个调温介质排出开口(22)和/或单独的至少一个通风开口(20)，且其中，所述至少一个调温介质排出开口(22)借助于操纵单元可切换地构造且/或所述至少一个通风开口(20)借助于操纵单元可切换地构造且/或在所述至少一个调温介质排出开口(22)的区域中和/或在所述至少一个通风开口(20)的区域中布置有阀。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述换热器(10)本身作为用于主动移除位于所述换热器(10)中的调温介质的器件具有通风器(24)和/或吸走装置(26)，或所述换热器(10)与布置在所述车辆中的通风器(24)和/或吸走装置(26)联结。

3.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于，所述换热器(10)与振动装置联结，其中所述换热器通过按需要激活振动装置可如此置于振动中，使得有助于调温介质从开启的调温介质排出开口(22)中的流走。

4.一种用于根据权利要求1至3中任一项所述的车辆的电气储能器的充电站(28)，带有电气能量供应模块，其用于建立至所述车辆的电气储能器的连接，

其特征在于，

设置有至少一个联结器件用于所述充电站(28)与所述车辆的换热器(10)的功能上的联结且作为至少一个用于主动移除位于所述车辆的换热器(10)中的调温介质的器件设置有通风器(24)和/或吸走装置(26)，其中所述通风器(24)和/或所述吸走装置(26)功能上与所述联结器件共同作用地布置。

5.一种用于运行根据权利要求1至3中任一项所述的车辆的换热器(10)的方法，根据其所述换热器(10)在运行阶段期间按需要以用作调温介质的液体填充且以该调温介质运行，其中在所述换热器(10)的运行后所述调温介质又从所述换热器(10)移除。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，作为调温介质使用水且/或所述调温介质在运行阶段后导引到周围环境中或至充电站(28)的流出设备。

7.根据权利要求5至6中任一项所述的方法，其特征在于，

a)借助于至少一个在车辆方面设置的装置从所述换热器(10)移除所述调温介质，

b)借助于在充电站(28)方面设置的装置从所述换热器(10)移除所述调温介质，且/或

c)借助于移动装置从所述换热器(10)移除所述调温介质。

8.根据权利要求5至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述调温介质从所述换热器(10)的移除通过吹出、排出和/或吸走实现。