CN114008403A - 用于操作热交换器的方法和能量存储器热交换系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操作热交换器的方法和能量存储器热交换系统(1)，所述能量存储器热交换系统带有：能量存储器，该能量存储器包括用于提供电能量的多个电化学电池单元(2)；用于以热交换介质(6)的流在流动方向(S)上流过所述电池单元(2)的流动通道(5)，其中，所述电池单元(2)在流动方向(S)上前后相继地布置，其中，所述电池单元(2)分别具有热交换表面(4)，所述热交换表面由所述热交换介质(6)环流，并且能够通过所述热交换表面在所述热交换介质(6)和所述电池单元(2)之间交换热量，其中，在流动方向(S)上的第一电池单元(2)具有第一热交换表面(4)，其中，位于第一电池单元(2)下游的第二电池单元(2)具有第二热交换表面(3)，其中，所述第二热交换表面(3)比所述第一热交换表面(3)尺寸更大；根据权利要求6所述的控制和/或调节装置(10)和用于调节体积流量的装置(9)，其中，将所述控制和/或调节装置(10)与用于体积流量调节的装置(9)这样地作用连接，使得通过所述控制和/或调节装置(10)能够控制和/或调节所述体积流量，尤其是这样地作用连接，使得所述第一电池单元(2)的第一温度和所述第二电池单元(2)的第二温度之间的温度差被减小、尤其是最小化。这在使用结构尽可能更简单的装置的情况下降低了能量存储系统的故障概率。

Description

用于操作热交换器的方法和能量存储器热交换系统

技术领域

本发明涉及一种用于操作用于包括多个电化学电池单元的能量存储器的热交换器的方法，并且涉及一种能量存储器热交换系统。

技术背景

在电化学能量存储系统，例如电池中，通过相继接通各个电化学电池单元实现所需的电压级别的供给。多个电池单元能够组装成单独的模块。接着，通过对应模块与相应数量的电池的相互串联连接产生所需的电压。

这种能量存储器的典型的应用领域是电动汽车领域，尤其是电力驱动的机动车辆，然而应用也不仅局限于此。用于驱动机动车辆的电力发动机在加速时需要由能量存储器或能量存储器的电化学电池单元提供高的电功率。

在从能量存储器中或从电化学电池单元中输出能量时，由全部电阻的总和(例如内阻电池单元、接触电阻等)形成取决于电流强度的电池单元中的功率损耗，该功率损耗被转换成热量。该功率损耗将能量存储器以及电池单元加热，因此在热能量没有排出的情况下能量存储器或能量存储器的电池单元可能过热。

因此，提供用于能量存储器的冷却装置或热交换器，以避免过热。在这种情况下，首先使用集成到已有的机动车辆的热交换器回路中，尤其是机动车辆的冷却回路中的热交换器。所述热交换器例如利用水/乙二醇混合物操作。为避免短路，导电的水/乙二醇混合物不允许与电化学电池单元接触，尤其是不允许与其电接触表面接触；这同样适用于由水/乙二醇流过的散热器，该散热器通常由金属制成用于实现更好的热传导。

然而，如果将非导电的介质用于热交换过程，尤其是冷却，例如变压器油，会使电池单元与该介质直接接触。热交换的介质环绕已加热的电池单元流动，交换热量，尤其是吸收电池单元的热量，并且环流下一个电池单元。在实践中，这是一个连续的过程。然而，这种方法导致由热交换介质环流的电池单元具有不同的温度，原因是介质在从电池单元流经电池单元期间变热，并且由此减少从电池单元到电池单元传递到所述介质上的热量。

但是，更高的温度会加速电化学电池单元老化，以至能量存储器的电池单元不同程度的老化，而且取决于各自最老化的电池单元的失效地改变能量存储器的电压等级，直到单个电池、单个模块或整个能量存储器必须更换。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，使用结构尽可能更简单的手段，提供一种方法、一种控制和/或调节装置，以及一种能量存储系统，通过其减少能量存储系统的失效概率。

所述技术问题通过本发明的独立权利要求的主题解决。在从属权利要求、说明书和说明书附图中给出本发明的有利的改进。尤其是一种权利要求类型的独立权利要求还能够类似于另一种权利要求类型的独立权利要求进行扩展。本发明的其它有利的实施方式和改进由从属权利要求以及说明书附图的描述给出。

提供了根据本发明的方法作为用于操作用于包括多个电化学电池单元的能量存储器的热交换器的方法，其中，电池单元在流动方向上相继地由热交换介质环流以实现热交换，其中，电池单元分别具有热交换表面，经由所述热交换表面，主要在介质和相应的电池单元之间进行热交换，其中，在流动方向上的第一电池单元通过第一热交换表面与热交换介质交换热量，并且位于第一电池单元下游的第二电池单元借助于比所述第一热交换表面尺寸更大的第二热交换表面交换热量，其中，这样调节热交换介质的体积流量，使得针对所选择的、电池单元的工作节点，第一电池单元的温度和第二电池单元的温度之间的温度差被减小、尤其是最小化。

利用所述的方法可以通过减小电池单元之间的温度差来均衡电池单元的与温度引起的老化。通常在流动方向上的第一个由热交换介质环流的电池单元和在流动方向的最后一个由相同的热交换介质环流的电池单元按照该布置具有大的温度差。通过电池单元的热交换表面在流动方向上的尺寸增大，能够减少这些电池单元之间的温度差。由此可以均衡电池单元的与温度相关的老化，并且过早的老化不会导致电池单元失效。当热交换表面这样地扩大，使得第一电池单元的第一热交换表面相比于位于下游的第二电池单元的第二热交换表面扩大时，该方法已经生效。即，提供在流动方向上具有不同尺寸热交换表面的电池单元，其中，在下游设置有比在上游更小的热交换表面。

电池单元也能够设计为具有各自相同的热交换表面的电池单元组，其中对于电池单元组在流动方向上增大热交换表面的尺寸。在一个尤其有利的实施方式中逐步地对于在流动方向上前后相继布置的电池单元的热交换表面进行尺寸增大。换而言之，从每个电池单元到在流动方向上的下一个相邻的电池单元，热交换表面增大，所述电池单元在流动方向上由相同的热交换介质流、尤其是由冷却剂流环流。相同的介质流应理解为，在经过各个电池单元的流动之间没有进行显著的热交换或者介质流的吸收不是由热交换或所环流的电池单元的吸热引起的。

同样也可以从在流动方向上的第一电池单元对于每个继续在流动方向上后续的电池单元设置尺寸变大的热交换表面。

用作热交换的设备被理解为热交换器。对此，可以将可流动的物质用作为热交换的介质，尤其是气体或者液体，所述气体或液体尤其不导电。

这种方法能够用于冷却电池单元和加热电池单元。然而，通常电池单元的冷却列于首位，尤其是当对应的能量存储器用作机动车辆的驱动时。

然而，在凉爽的环境条件，也可能需要加热电池单元，以便在低的外部温度下也能保持能量存储器的容量。所述低的外部温度会导致对能量存储或者能量输出容量产生负面影响的电池单元温度。通过加热电池单元能够避免上述情况。

至少两个电池单元，但尤其是在流动方向上前后相继地布置的多个电池单元被视作为多个电池单元。有利的是，在流动方向上前后相继布置7个至15个，尤其是10个电池单元，它们由相同的热交换介质流、尤其是由冷却剂流环流。

如果电池单元具有足够高的导电性能，例如由金属构造，则电池单元的边界可以作为热交换表面。在电池单元上也能够设置能够实现热交换的单独结构，例如单独的散热条或单独的冷却表面，例如凸入到热交换介质流中的散热片。

有利地是，将在流动方向上的第一电池单元用作为第一电池单元，并且将在流动方向上的最后一个电池单元用作为第二电池单元。尤其地，最后一个电池单元是在流动方向上在热交换介质被输送到与在能量存储器进行的热交换相逆的热交换过程之前的那个电池单元。如果在能量存储器中进行介质的加热，介质的冷却可能会是逆热交换过程，并且反之亦然。

在本方法的一个实施方式中，在第一位置处采集介质的第一温度，且在位于下游的第二位置处采集第二温度，并且根据由所选择的工作节点提供的条件，尤其是根据所提供的电池单元电流，这样调节所述体积流量，使得这些电池单元的温度差被减少、尤其是最小化。

有利的是，第一位置位于流动方向上第一电池单元的位置之前，且第二位置位于流动方向上的由相同的热交换介质流环流的最后一个电池单元之后。除了第一和第二位置之外还可以在其它位置处采集其它温度，优选在位于第一和第二位置之间的位置。尤其能设置成，第一位置在第一电池单元前并且第二位置在最后一个以相同的热交换介质所流过的电池单元之后。优选地，借助对应的温度传感器进行温度的采集。

有利地是，通过用于能量存储系统或者能量存储系统的对应的部件(例如带有多个电池单元的模块，或者更确切地说，由相同的介质流热交换地流过或者流经的模块)的对应的、预先获取的表征性特性曲线族进行体积流量的调节。在此，特性曲线族覆盖了不同的工作节点，尤其是在能量存储器运行中出现的电池单元电流。工作节点或电池单元电流与相应电池单元的加热相关。此外，优选地，特性曲线族包括热交换介质的进流侧和出流侧的温度，并且反映在这种条件下需要何种热交换介质的体积流量，以便最小化电池单元间的温度分布。根据这些能够存储在对应控制装置的特性曲线族，能够这样调节热交换介质的体积流量，使得在介质流温度测量的第一位置和第二位置之间的电池单元的温度差尽可能小。

可以确定并且如有必要也可以输出位于第一和第二位置的电池单元之间的最大温度差，例如根据实际工作节点和所采集的介质温度。然而，对于体积流量的调节这并不是绝对必要。

如果通过从电池单元取用比之前更多或更少的功率改变工作节点或者改变在第一或者第二位置处的介质的温度，那么可以相应地再次调节体积流量。

在本方法的另一种有利的实施方式中，采集或者获取在流动方向上的第一电池单元的第一温度，和对于位于下游的第二电池单元采集或者获取第二温度，其中，这样调节体积流量，使得第一温度和第二温度之间的温度差被减小。如有必要，第一电池单元的温度和第二电池单元的温度通过电池单元的电流和所涉及的电阻，以及如有必要可通过电池单元中其它现有的热扩散条件计算获取。然而，也可以在电池单元处设置温度传感器，尤其是在热交换表面的区域内或在热交换表面上。

优选地，通过采集在流动方向上的第一电池单元的温度和在流动方向上最后一个电池单元的温度，获知两个电池单元之间的温度差，并且可以这样调节体积流量，使得该温度差减小。这样可以有利地设置调节回路，该调节回路动态地调节由实际存在的温度差或温度差异所决定的体积流量，并且最小化该温度差。原则上，对于两个以上的电池单元，如有必要也可以对于所有的由相同的热交换介质流环流的电池单元，设置对应的温度传感器。优选地，所采集的数据输送到对应的控制和/或调节装置。

因此有利的是，由控制和/或调节装置控制和/或调节体积流量。由此能够快速地、动态地减小或者最小化不利的温度差。

根据本发明的控制和/或调节装置与用于调节热交换介质的体积流量的装置作用连接(wirkungsverbinden，或：有效连接、可操作地连接)，其中，控制和/或调节装置可以具有机器可读的程序代码，该程序代码包括控制和/或调节命令，所述控制和/或调节命令在其执行时使控制和/或调节装置实施根据权利要求1至5中任一项所述的方法。此外，控制和/或调节装置能够与用于热交换介质的温度装置作用连接，因此控制和/或调节装置不仅可以对体积流量而且也可以对热交换介质的温度进行这样的影响，使得电池单元的温度差被减小、或更确切地说被最小化。

根据本发明的能量存储器热交换系统包括能量存储器，该能量存储器包括用于提供电能量的多个电化学电池单元，能量存储器热交换系统具有用于以热交换介质流在流动方向上流过电池单元的流动通道，其中，电池单元在流动方向上前后相继地布置，其中，电池单元分别具有热交换表面，所述热交换表面可由介质环流，并且可通过热交换表面在介质和电池单元之间交换热量，其中，在流动方向上的第一电池单元具有第一热交换表面，其中位于第一电池单元下游的第二电池单元具有第二热交换表面，其中，第二热交换表面比第一热交换表面尺寸大；能量存储器热交换系统具有根据权利要求6所述的控制和/或调节装置和用于调节体积流量的装置，其中，将控制和/或调节装置与用于调节体积流量的装置这样地作用连接，即，使得通过所述控制和/或调节装置可以控制和/或调节体积流量，尤其是这样地作用连接，即，使得第一电池单元的第一温度和第二电池单元的第二温度之间的温度差被减小、尤其是最小化。

这种能量存储器热交换系统能够用于冷却和加热电池单元。

电池单元的边界可以作为热交换表面，尤其是当其充分导热，例如由金属制成。在此情况下，可以将电池单元放置在通常热绝缘的壳体内。通过将壳体以机械方式相互刚性地连接，可以将壳体用于构建由电池单元组成的对应的模块。用于电池单元的壳体具有一个或多个凹缺，这样设计所述凹缺，使得热交换介质能够在凹缺处与电池单元接触，以便可以在凹缺的壳体位置实现介质和电池单元的热交换。通过壳体的不同尺寸的凹缺能够为电池单元提供不同尺寸的热交换表面，而无需修改电池单元。也可以在电池单元上设置单独结构，该结构能够实现热交换，例如凸入到热交换介质流中的单独的散热片或单独的冷却表面，以便排出电池单元的热量或者为电池单元吸收热量。

另一有利的实施方式中，对于在流动方向上前后相继布置的电池单元逐步地实现了热交换表面的尺寸增大。换而言之，从每个电池单元或每个电池单元组到下一个下游布置的电池单元或电池单元组，热交换表面的尺寸增大。以这种方式对于至少50％的电池单元，有利地对于所有的电池单元进行此操作，所述电池单元在流动方向上可以由相同的热交换介质流环流，尤其是可以由冷却剂流环流。

还有利的是，热交换表面在下游方向上从电池单元到电池单元尺寸增大，并且这样设计，使得在预设的工作节点处和在预设的体积流量下利用确定的进流温度实现在流动方向上的第一电池单元和在流动方向上的最后一个电池单元之间的最大温度差的最小值。

能量存储器热交换系统的一个实施方式中，具有在流动通道的第一位置处用于采集介质温度的第一传感器，以及在位于流动通道第一位置下游的第二位置处用于采集介质温度的至少一个第二传感器，其中，由第一和至少第二传感器所采集的温度可以被输送到控制和/或调节装置。这种温度传感器的存在允许得出关于系统当前状态的结论。尤其是所采集的温度允许对应地去调节体积流量，使得在介质流内的电池单元的温度差被最小化。

此外可以将与电池单元实际存在的工作节点联系的条件(例如电池单元的电流)输送到控制和/或调节装置，从而根据电池单元的工作节点和所采集的温度可以调节热交换介质的体积流量，利用该体积流量可以减少电池单元的温度差。

能量存储器热交换系统的另一有利的实施方式中，热交换介质被输送到与用于机动车辆车厢或发动机的热交换回路不相耦合的流动回路。因此，该回路仅受能量存储器热交换系统的参数的影响，而且与其他热交换过程，尤其是与所需的发动机温度和/或机动车辆车厢温度无关。借此，能够减少控制和/或调节干预，因为电池单元的热交换过程受少量作用变量的影响。控制/调节总体上得以简化。

附图说明

以下参照附图描述本发明有利的实施例。附图示出：

图1是示例性的能量存储器热交换系统的第一侧视图，

图2是对于图1中的能量存储器热交换系统的第二俯视图，

图3是对于根据图1和图2的能量存储器热交换系统用于操作热交换器的方法的示例性方法流程的方法流程图。

附图仅是示意性地表示并且仅用作描述本发明。同样的或同等效用的部件在全文中使用相同的标记。

具体实施方式

为便于理解，在以下说明中保留图1和图2中的附图标记作为参考。

图1示出了能量存储器热交换系统1的示意性视图。该能量存储器热交换系统包括能量存储器，所述能量存储器具有多个用于排放和/或吸收电能量的电化学电池单元2。电池单元2通常电串联。

垂直于板平面或者在板平面中可以具有其它的电池单元2，并且由能量存储器包围。优选地，将电池单元分成具有一定数量、例如10个电池单元2的模块，其特征在于，这些电池单元由相同的热交换介质6在流动方向S流过，以便从电池单元2排出热量。由于该模块化的结构，几乎可以构建具有任何容量的能量存储器。

该实施例中，热交换介质6设计为非导电的变压器油，该变压器油借助于泵9输送到流动通道5，在所述流动通道中布置了电池单元2并且所述电池单元由热交换介质6环流。借助于泵9能够调节流动通道5中介质6的体积流量，例如通过提高或者减低介质的流动速度或者改变作用于介质6的压力。对此，有利的是，使用不可压缩的介质6，该介质简化了体积流量的调节。在热交换介质6流过电池单元2并且从电池单元2吸收能量之后，该介质被输送到另外的热交换器。在那里，所吸收的热量再次排放到环境或者另外的介质上，以避免热交换介质6的持续加热。优选地，将热交换介质6输送到仅用于电池单元2的冷却或者能量存储器的冷却的回路中。因此，该热交换回路与其它的用于例如发动机或机动车辆车厢的热交换回路不相耦合。

根据附图1，每个电池单元2具有不同尺寸的热交换表面4。在实施例中，相应的电池单元具有良好的导热外壁，例如金属外壁。电池单元2定位在壳体3内，所述壳体例如构成模块，使得一定数量的电池单元能够该被容纳。通过分别容纳电池单元2的壳体3，将电池单元2位置固定地紧固在流动通道5中。

在此情况下，壳体3由比电池单元2的外壁导热性能弱的材料制成。例如，壳体由塑料制成。该实施例中，壳体3以外罩方式这样包围电池单元，使得基本上没有热交换介质6可以渗入到电池单元2的外壁和壳体3之间。如果电池单元2在横截面上设计为圆形，那么壳体可以具有圆柱外罩形状，其中圆柱外罩的内径基本上相应于电池单元2的外径。

现在，对于在流动方向S上前后相继布置的电池单元2以如下方式实现不同尺寸的热交换表面4，即，使得壳体3在流动方向S上具有尺寸逐渐增大的凹缺，在所述凹缺中电池单元2的外壁可以与热交换介质接触。壳体的这些凹缺分布在壳体3上，尤其是均匀地分布在电池单元2的外壁表面上。可替代地，如附图1所示，这些凹缺可以连续构造。即，凹缺设计为连续的圆柱外罩部分，其中凹缺在流动方向2上对于前后相继布置的电池单元各自在尺寸上变大。在该区域(在所述区域中，热交换介质6环流电池单元2的外壁)中，产生从较热的元件(例如电池单元2)到较冷的元件(例如介质6)的热流。通常电池单元2具有比介质6更高的温度，以便促进电池单元2的冷却，即，产生从电池单元2到介质6的热流，在该情况下是冷却介质。

优选地，这样确定热交换表面4的表面尺寸，使得在预设的工作节点处和在预设介质流参数(尤其是体积流量和在流动通道5的进流处的介质温度)下电池单元2之间的温度差最小。因此，这是在已知的边界条件下的优化问题。作为结果，在由热交换介质流过的电池单元2上实现对应的热交换表面的分布。由此，对于每个电池单元最优地确定热交换表面。壳体3在流动方向S上这样适配，使得对应的电池单元2分别具有使温度差异最小化的热交换表面4。于是，对于不同的工作节点，相应电池单元2的热交换表面4在其尺寸上保持恒定，但允许通过体积流量的变化调节电池单元2的温度差或者温度差异的最小值。

通过在壳体3上确定热交换表面4，也能够在无需其它操作的情况下快速地更换电池单元2。因此，不需修改电池单元2就获得最小化的温度分布。

此外，能量存储器热交换系统1包括至少两个温度传感器7和8。优选地，第一温度传感器7定位在流动通道5中介质流的流入侧，优选地在由介质6流过的第一电池单元2的上游。优选地，第二温度传感器布置在流动通道5中介质流的流出侧，尤其是最后一个由介质6流过的电池单元的下游。温度传感器7和8可以包括其它的功能，例如测量介质的体积流量。如有必要，也可以设置单独的传感器，尤其是在流动通道中，用于测量体积流量。

电池单元2的用于能量存储器的工作节点表征的电池单元电流，可以被输送到控制和/或调节装置10。同样地，所采集的温度传感器7和8的测量值，以及如果有必要其它的已有传感器的测量值可以被输送到控制和/或调节装置10。

控制和/或调节装置10具有机器可读的程序代码11，该程序代码允许在用于调节热交换介质6的体积流量9(例如泵的体积流量)的装置中进行控制干预。对此，程序代码11设计为，这样调节介质6的体积流量，使在流动方向上的第一电池单元和在流动方向上的最后一个电池单元之间的温度差减小或者最小。这可以通过控制或者通过调节进行。程序代码11存储在控制和/或调节装置10的非易失性存储器中。

此外，程序代码11可以通过服务器或借助于非易失性存储介质传送到控制和/或调节装置10上。

优选地，对于控制和调节，都通过传感器采集介质6的实际体积流量。在控制情况下，该实际体积流量用于验证所调节的在流动通道5中存在的体积流量。在除了对于电池单元的相应的已知条件以外，例如除了电池单元电流的或者由此所获取的对于电池单元2的温度度量的测量数据以外，使用测量数据，尤其是对于热交换介质6的温度测量值，以实现对泵9的控制干涉。无需强制测量电池单元电流，该电池单元电流可以出于经验根据电池单元2的既定功率输出获知。

根据电池单元2的实际工作节点，依据为要控制的电池单元布置的已知的特性曲线族，确定用于最小化温度差异或最小化温度差的最佳体积流量。该最佳体积流量由控制装置10借助于泵9来调节。体积流量的调节能够通过体积流量传感器重新验证。

由于电池单元2的工作节点能够在短时根据所需的或者所取用的功率急剧地变化，优选地实现了介质温度的连续监控和电池单元电量的连续监控，以及体积流量的对应调节(例如通过过程调节或过程控制)。

此外，也能够在流动方向S上采集或者获取至少第一和最后一个所流过的电池单元2的温度确定，并且根据温度差借助于控制和/或调节装置10这样进行体积流量的调节，使电池单元2之间的温度差在电池单元2的已有工作节点处最小。

图2示出了由附图1示意性示出的能量存储器热交换系统的90°旋转视图。只要附图标记包含在图2中，那么图2中的附图标记与图1中的附图标记的相对应。由图2与图1结合可见，热交换介质6沿电池单元2的外罩表面流动，然而电池单元2的端面通常不由热交换介质6环流，并且因此对于传感器可用，且可用于电池单元2的能量输出和/或输入。

图3示出了对于用于操作根据附图1和附图2的能量存储器热交换器的方法的流程图。该流程图假设，能量存储器热交换器在运行中，并且从电池单元2输出能量。由此，电池单元升温。借助于冷却介质进行电池单元的冷却，方式是，如附图1和附图2，由热交换介质、尤其是由冷却介质环流所述电池单元。

在第一方法步骤S1测量温度中，采集冷却介质的第一和第二温度。在第一电池单元的上游测量第一温度，在最后一个电池单元的下游测量第二温度。这些温度值被输送到控制和/或调节装置10。

在第二方法步骤S2确定工作节点中，测试电池单元实际存在的工作节点，并且将表征工作节点的条件传输到控制和/或调节装置处。如有必要，这种工作节点的测试由控制和/或调节装置自身实现，方式是，该控制和/或调节装置与发动机控制或其它控制交互并且检索对应的数据或者功率参数。

在第三方法步骤S3检查中，控制和/或调节装置根据存储器中所存储的特性曲线族检查体积流量对已有的以冷却介质的工作节点形式和冷却介质温度形式的参数是否适配。特征曲线族对于对应的参数预设了针对体积流量的最佳值。如果对于冷却介质，实际所调节的体积流量与在现有参数的情况下导致在流动方向上的第一和最后一个电池单元的最小温度差的体积流量偏离，则进行控制干预。在这种情况下执行流程图的Y路径。如果所调节的体积流量与体积流量的值相一致，至少在特性曲线族为预设的参数提供的预设公差范围内相一致，则不进行控制干预。在该情况下，进行进一步的连续监控，直到需要进行控制干预为止。这执行流程图的N路径。

在第四方法步骤S4控制中，控制和/或调节装置这样控制用于调节体积流量的装置，使得体积流量升高或者减小到例如由特性曲线族预设的体积流量。这随后导致，在流动方向上的第一和最后一个电池单元的温度差减小，并且由此整体上使第一和最后一个电池单元之间的温度差异减小或者最小化。

在可选的第五方法步骤S5验证中，控制和/或调节装置验证从特性曲线族所获取的体积流量的值与在控制干预后实际在流动通道中存在的值是否相对应。如果是，则继续对工作节点和介质温度进行监控，直到下一个控制干预。否则，进行另一控制干预，直到在冷却流通道中获得体积流量的所需值，该所需值可以通过介质温度的改变和/或工作节点的改变而改变。因此，在变更体积流量的理论值的基础上的体积流量调节由于所改变的介质温度和/或改变的工作节点而优先于将实际体积流量追踪为针对理论体积流量的“过期”值。

由于前述详细描述的设备和方法是关于实施例，本领域的技术人员能够以通常的方式在广泛的范围内对其进行修改，而不背离本发明的技术领域。尤其地，各个部件相互的机械布置和尺寸比例仅是示例性的。

附图标记列表

1 能量存储器热交换系统

2 电池单元

3 电池单元的壳体

4 热交换表面

5 流动通道

6 热交换介质

7 第一温度传感器

8 第二温度传感器

9 用于调节体积流量的装置、泵

10 控制和/或调节装置

11 机器可读的程序代码

S 流动方向

S1 温度测量的方法步骤

S2 确定工作节点的方法步骤

S3 检查实际状态的方法步骤

S4 控制用于调节体积流量的装置的方法步骤

S5 验证调节的方法步骤

Claims (10)

1.一种用于操作用于包括多个电化学电池单元(2)的能量存储器的热交换器的方法，其中，电池单元(2)在流动方向(S)上前后相继地由热交换介质(6)环流以实现热交换，其中，所述电池单元(2)分别具有热交换表面(4)，通过所述热交换表面主要在热交换介质(6)和相应的电池单元(2)之间进行热交换，其中，在流动方向上的第一电池单元(2)通过第一热交换表面(4)与所述热交换介质交换热量，并且位于第一电池单元(2)下游的第二电池单元(2)借助于比所述第一热交换表面(4)尺寸更大的第二热交换表面(4)交换热量，其中，这样调节所述热交换介质(6)的体积流量，使得对于所选择的、所述电池单元(2)的工作节点，所述第一电池单元(2)的温度和所述第二电池单元(2)的温度之间的温度差被减小、尤其是最小化。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，将流动方向上的第一电池单元(2)用作为第一电池单元(2)，并且将流动方向上的最后一个电池单元(2)用作为第二电池单元(2)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，在第一位置处采集所述热交换介质(6)的第一温度，且在位于下游的第二位置处采集(S1)第二温度，并且根据确定的工作节点所提供的条件(S2)，尤其是根据所提供的电池单元电流，这样调节(S4)所述体积流量，使得所述电池单元(2)的温度差被减小、尤其是最小化。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，采集在流动方向(S)上的第一电池单元(2)的第一温度和位于下游的第二电池单元(2)的第二温度，其中，这样调节(S4)所述体积流量，使得所述第一温度和所述第二温度之间的差被减小。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，控制和/或调节所述体积流量。

6.一种带有能量存储器的能量存储器热交换系统(1)，所述能量存储器包括用于提供电能量的多个电化学电池单元(2)，所述能量存储器热交换系统具有：

流动通道(5)，用于以热交换介质(6)的流在流动方向(S)上流过所述电池单元(2)，其中，所述电池单元(2)在流动方向(S)上前后相继地布置，其中，所述电池单元(2)分别具有热交换表面(4)，所述热交换表面由所述热交换介质(6)环流，并且能够通过所述热交换表面在所述热交换介质(6)和所述电池单元(2)之间交换热量，其中，在流动方向(S)上的第一电池单元(2)具有第一热交换表面(4)，其中，位于第一电池单元(2)下游的第二电池单元(2)具有第二热交换表面(3)，其中，所述第二热交换表面(3)比所述第一热交换表面(3)尺寸大；

根据权利要求6所述的控制和/或调节装置(10)和用于调节体积流量的装置(9)，其中，将所述控制和/或调节装置(10)与用于体积流量调节的装置(9)这样地作用连接，使得通过所述控制和/或调节装置(10)能够控制和/或调节所述体积流量，尤其是这样地作用连接，使得所述第一电池单元(2)的第一温度和所述第二电池单元(2)的第二温度之间的温度差被减小，尤其是最小化。

7.根据权利要求6所述的能量存储器热交换系统，

其中，在所述流动通道(5)的第一位置处具有用于采集所述热交换介质(6)的温度的第一传感器(7)，而在位于所述第一位置下游的第二位置处具有至少一个用于采集所述热交换介质(6)的温度的第二传感器(8)，其中，由第一和至少第二传感器(7、8)所采集的温度能够被输送给所述控制和/或调节装置(10)。

8.根据权利要求6或7所述的能量存储器热交换系统，

其中，所述热交换介质(5)输送到与用于调节机动车辆车厢或发动机的热交换回路不相耦合的流动回路中。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的能量存储器热交换系统，

该能量存储器热交换系统包括控制和/或调节装置(10)，所述控制和/或调节装置与用于调节热交换介质(6)的体积流量的装置(9)作用连接。

10.根据权利要求9所述的能量存储器热交换系统，

其中，所述控制和/或调节装置(10)根据权利要求1至5中任一项调节所述能量储存器热交换系统。

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