DE102008039908A1 - Battery i.e. high volt battery, cooling device for e.g. vehicle with hybrid drive, has cooling agent circuit thermally coupled with refrigerant agent circuit of refrigerating machine i.e. absorption refrigerating machine, via heat exchanger - Google Patents

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Abstract

The device has a coolant pump (5) for delivering a cooling agent (K1) within a cooling agent circuit (1). The circuit is thermally coupled with a refrigerant agent circuit (4) of a refrigerating machine i.e. absorption refrigerating machine, via a heat exchanger (3). A separation unit (8) is connected with a heating element (9) e.g. burner, directly or via another cooling agent circuit. The latter cooling agent circuit is provided for cooling of an internal combustion engine of a motor vehicle. An evaporator (12) is arranged in a direction of flow of a refrigerant agent (K2) e.g. ammonia.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung einer Batterie eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a device for cooling a battery a vehicle according to the preamble of the claim 1.

Batterien für Fahrzeuganwendungen, insbesondere für Hybridanwendungen, bestehen aus mehreren in Reihe und/oder parallel geschalteten Einzelzellen, welche sich meist mit einer zugehörigen Elektronik und Vorrichtungen zur Kühlung in einem gemeinsamen Batteriegehäuse befinden. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Kühlung bekannt. Dabei kann es sich beispielsweise um eine indirekte Kühlung mittels Einbindung der Batterie in einen Kältemittelkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage oder eine direkte Kühlung der Einzelzellen mittels vorgekühlter Luft, die zwischen die Zellen geleitet wird, handeln.batteries for vehicle applications, especially for hybrid applications, consist of several series and / or parallel single cells, which are usually associated with electronics and Devices for cooling in a common battery case are located. From the prior art are various methods and devices for cooling known. It can be for example, an indirect cooling by means of integration the battery in a refrigerant circuit of a vehicle air conditioning or a direct cooling of the individual cells by means of pre-cooled Air passed between the cells act.

Die Kühlung mittels des Kältemittelskreislaufes der Fahrzeugklimaanlage wird aus Bauraumgründen vorzugsweise angewendet. Dabei ist am Zellverbund der Einzelzellen eine von einem Wärmeleitmedium, im Weiteren als Kühlmittel bezeichnet, durchströmte Wärmeleitplatte angeordnet. Eine derartig gekühlte Batterie mit einer Wärmeleitplatte zum Temperieren der Batterie ist aus der 102007010739.2-45 (P809883/DE/1) bekannt. Die Batterie weist mehrere parallel und/oder seriell miteinander verschaltete Einzelzellen auf, die Wärme leitend mit der Wärmeleitplatte verbunden sind. In der Wärmeleitplatte ist eine für das Kühlmittel durchströmbare Kanalstruktur angeordnet, wobei die Wärmeleitplatte über herausführende Anschlussquerschnitte für die Kanalstruktur verfügt. Die Wärmeleitplatte weist im Bereich der Pole der Einzelzellen Bohrungen auf, wobei die Pole der Einzelzellen durch die Bohrungen hindurch ragen. Zur thermischen Kopplung der Batterie mit dem Kältemittelkreislauf der Fahrzeugklimaanlage kann beispielsweise ein Wärmetauscher vorgesehen sein.The Cooling by means of the refrigerant circuit of the Vehicle air conditioning is preferred for space reasons applied. Here is at the cell composite of the single cells one of a Wärmeleitmedium, hereinafter referred to as coolant, flowed through Wärmeleitplatte arranged. A such cooled battery with a heat conducting plate for temperature control of the battery is from the 102007010739.2-45 (P809883 / DE / 1) known. The battery has several parallel and / or serial with each other interconnected single cells, the heat conducting with the Heat conducting plate are connected. In the heat conducting plate is a coolant that can be flowed through Channel structure arranged, wherein the heat conduction plate over leading connecting cross sections for the channel structure has. The heat conducting plate has in the region of the poles of the individual cells Drill holes, with the poles of the single cells through the holes protrude through. For the thermal coupling of the battery with the refrigerant circuit the vehicle air conditioner may, for example, a heat exchanger be provided.

Während einer Fahrt des Fahrzeuges bei geringen Umgebungstemperaturen ist ein durch den Fahrtwind erzeugter Luftmassenstrom über den Wärmetauscher ausreichend, um die von der Batterie erzeugte Verlustwärme abzuführen. Bei geringen Geschwindigkeiten des Fahrzeuges, beispielsweise in Stillstandsphasen des Fahrzeuges, oder bei höheren Außentemperaturen ist der Luftmassenstrom über den Wärmetauscher nicht mehr ausreichend, so dass mittels der thermischen Kopplung mit dem Kältemittelkreislauf der Klimaanlage eine verbesserte Wärmeabfuhr erzielbar ist.While a ride of the vehicle at low ambient temperatures is a generated by the wind air mass flow over the heat exchanger sufficient to that of the battery dissipate generated heat loss. At low Speeds of the vehicle, for example in standstill phases of the vehicle, or at higher outside temperatures is the air mass flow through the heat exchanger no longer sufficient, so that by means of thermal coupling with the refrigerant circuit of the air conditioner improved heat dissipation is achievable.

Aus der DE 197 14 501 A1 ist ein derartiger Kompressions-Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Maßnahme zur Beeinflussung eines Kältemitteldruckes, insbesondere eines Druckniveaus stromauf des Kompressors, in Abhängigkeit von zumindest einer Randbedingung bekannt.From the DE 197 14 501 A1 is such a compression refrigerant circuit of an air conditioner, in particular for a motor vehicle, with a measure for influencing a refrigerant pressure, in particular a pressure level upstream of the compressor, in dependence on at least one boundary condition known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zur Kühlung einer Batterie eines Fahrzeuges anzugeben, mittels welcher eine effiziente Kühlung der Batterie bei verschieden Umgebungstemperaturen realisierbar ist.Of the Invention is based on the object, a relation to the Prior art improved device for cooling a Specify battery of a vehicle, by means of which an efficient cooling the battery can be realized at different ambient temperatures is.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung zur Kühlung einer Batterie eines Fahrzeuges, die von einem Kühlmittel durchströmbar ist, gelöst, wobei eine Kühlmittelpumpe das Kühlmittel innerhalb eines Kühlmittelkreislaufes fördert und der Kühlmittelkreislauf über einen Wärmetauscher mit einem Kältemittelkreislauf einer Kältemaschine thermisch gekoppelt ist. Erfindungsgemäß ist die Kältemaschine eine Absorptionskältemaschine.The Object is according to the invention with a device for cooling a battery of a vehicle by a Coolant can flow through, dissolved, wherein a coolant pump, the coolant within a coolant circuit promotes and the coolant circuit over a heat exchanger with a refrigerant circuit a refrigerator is thermally coupled. According to the invention the chiller an absorption chiller.

Eine derartige Absorptionskältemaschine weist gegenüber den im Stand der Technik genutzten Kompressionskältemaschinen vor allem den Vorteil auf, dass eine Kühlung der Batterie auch bei niedrigen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen unter 0°C, sichergestellt ist. Bei Kompressionskältemaschinen kann bei geringen Temperaturen eine zu starke Kühlung des Kältemittels in einem Kondensator des Kältemittelkreislaufes stattfinden, so dass eine notwendige Unterkühlung des Kältemittels nach dem Kondensator nicht ausführbar ist und somit die Möglichkeit besteht, dass der thermodynamische Kühlprozess nicht zustande kommt. Aufgrund einer relativ geringen notwendigen Kühlleistung besteht weiterhin der Vorteil, dass der Kältemittelkreislauf kleinbauend und somit Platz sparend ausführbar ist.A Such absorption chiller faces the compression refrigerators used in the prior art especially the advantage of having a cooling of the battery even at low temperatures, especially at temperatures below 0 ° C, is ensured. For compression refrigerators At low temperatures too much cooling of the Refrigerant in a condenser of the refrigerant circuit take place, so that a necessary subcooling of the refrigerant after the capacitor is not executable and thus the possibility that the thermodynamic cooling process does not materialize comes. Due to a relatively low necessary cooling capacity There is also the advantage that the refrigerant circuit kleinbauend and thus space-saving executable.

Mittels der Absorptionskältemaschine ist ein Kältemittel im Kältemittelkreislauf anhand einer Temperaturbeeinflussung einer Kältemittellösung verdichtbar, so dass ein zusätzlicher Verdichter entfallen kann, was zu einer Geräuschverringerung gegenüber den Kompressionskältemaschinen führt.through The absorption chiller is a refrigerant in the refrigerant circuit based on a temperature influence a refrigerant solution compressible, so that a additional compressor can be omitted, resulting in a reduction in noise leads to the compression refrigerators.

Zur Zirkulation des Kältemittels in dem Kältemittelkreislauf ist eine Kältemittelpumpe vorgesehen, mittels welcher einer Trenneinheit eine Kältemittellösung zuführbar ist, wobei anhand der Trenneinheit unter Wärmezufuhr das Kältemittel von einem Lösungsmittel trennbar und verdampfbar ist. Bei dem Kältemittel handelt es sich vorzugsweise um Ammoniak oder Lithiumbromid, wobei das Lösungsmittel insbesondere Wasser ist. Wasser weist als Lösungsmittel insbesondere den Vorteil auf, dass es nicht giftig bzw. umweltschädlich ist.to Circulation of the refrigerant in the refrigerant circuit a refrigerant pump is provided, by means of which a Separation unit fed to a refrigerant solution is, by means of the separation unit under heat supply the Refrigerant separable from a solvent and is vaporizable. The refrigerant is preferably to ammonia or lithium bromide, wherein the solvent in particular Water is. Water has as a solvent in particular the advantage that it is not toxic or harmful to the environment is.

Zu dieser Trennung ist die Trenneinheit direkt oder über einen weiteren Kühlmittelkreislauf mit einem Heizelement verbunden. Bei dem Heizelement handelt es sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung um einen Brenner oder ein elektrisches Heizelement, mittels welchem die Trenneinheit direkt oder das in dem weiteren Kühlmittelkreislauf befindliche Kühlmittel erwärmbar sind. Eine direkte Erwärmung der Kältemittellösung, beispielsweise anhand eines Brenners, führt in gewinnbringender Weise zu einem besonders effektiven Betrieb der Absorptionskältemaschine.For this separation, the separation unit is connected directly or via a further coolant circuit with a heating element. The heating element is according to a development of Invention to a burner or an electric heating element, by means of which the separation unit directly or the coolant located in the further coolant circuit can be heated. Direct heating of the refrigerant solution, for example by means of a burner, leads in a profitable manner to a particularly effective operation of the absorption chiller.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der weitere Kühlmittelkreislauf zur Kühlung einer Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeuges vorgesehen. Somit ist eine Verlustwärme der Verbrennungskraftmaschine zur Erwärmung der Kühlmittellösung verwendbar, was zu einem geringen Energiebedarf beim Betrieb der Absorptionskältemaschine führt.In an advantageous embodiment of the invention is the further Coolant circuit for cooling an internal combustion engine provided the vehicle. Thus, a loss of heat the internal combustion engine for heating the coolant solution usable, resulting in low energy consumption during operation of the Absorption chiller leads.

Nach der Trennung des Kältemittels von dem Lösungsmittel ist das Kältemittel einem in Strömungsrichtung des Kältemittels nach der Trenneinheit angeordneten Kondensator zuführbar, anhand dessen das dampfförmige Kältemittel unter Wärmeabgabe in einen flüssigen Aggregatzustand überführbar ist. Zur Zuführung des Kältemittels ist eine erste Versorgungsleitung vorgesehen.To the separation of the refrigerant from the solvent the refrigerant is one in the flow direction the refrigerant arranged after the separation unit condenser be supplied, based on which the vapor refrigerant transferred under heat in a liquid state of matter is. For supplying the refrigerant is a first supply line intended.

Der Kältemittelkreislauf umfasst weiterhin einen in Strömungsrichtung des Kältemittels nach dem Kondensator angeordneten Verdampfer, anhand dessen das in dem Kondensator verflüssigte Kältemittel verdampfbar ist. Dabei nimmt das Kältemittel Wärme auf. Aus diesem Grund ist zur Kühlung der Batterie der Verdampfer mit dem Wärmetauscher des Kühlmittelkreislaufes thermisch gekoppelt. Somit entzieht das verdampfende Kältemittel dem in dem Kühlmittelkreislauf der Batterie zirkulierenden Kühlmittel Wärme, so dass die Batterie kühlbar bzw. deren Verlustwärme abführbar ist. Zum Ausgleich einer Volumenänderung des Kühlmittels aufgrund der Temperaturveränderungen ist in dem Kühlmittelkreislauf ein Ausgleichsbehälter angeordnet.Of the Refrigerant circuit further comprises one in the flow direction of the refrigerant after the condenser arranged evaporator, based on which the liquefied in the condenser refrigerant is vaporizable. The refrigerant absorbs heat on. For this reason, to cool the battery is the Evaporator with the heat exchanger of the coolant circuit thermally coupled. Thus, evaporates the evaporating refrigerant the circulating in the coolant circuit of the battery Coolant heat, making the battery coolable or whose heat loss is dissipated. To compensate a volume change of the coolant due the temperature changes is in the coolant circuit arranged a surge tank.

Um das Kältemittel wieder in dem Lösungsmittel zu lösen, sind diese einem nach dem Verdampfer vor der Kältemittelpumpe angeordneten Absorber zuführbar. Das Lösungsmittel ist dem Absorber dabei in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung anhand einer zweiten Versorgungsleitung, welche den Absorber und die Trenneinheit verbindet, zuführbar.Around return the refrigerant to the solvent These are one after the evaporator before the refrigerant pump arranged absorber fed. The solvent is the absorber in a preferred embodiment of the invention by means of a second supply line, which the absorber and the separation unit connects, can be fed.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.embodiments The invention will be described in more detail below with reference to drawings explained.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 schematisch einen mit einem Kältemittelkreislauf einer Absorptionskältemaschine gekoppelten Kühlmittelkreislauf einer Batterie, wobei eine Kältemittellösung direkt erwärmbar ist, und 1 schematically a coupled to a refrigerant circuit of an absorption refrigerator coolant circuit of a battery, wherein a refrigerant solution is directly heated, and

2 schematisch den Kältemittelkreislauf und den Kühlmittelkreislauf gemäß 2 schematically the refrigerant circuit and the coolant circuit according to

1, wobei die Kältemittellösung über einen weiteren Kühlmittelkreislauf erwärmbar ist. 1 , wherein the refrigerant solution is heated via a further coolant circuit.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other corresponding parts are in all figures with the same reference numerals Mistake.

1 zeigt schematisch einen Kühlmittelkreislauf 1 zur Kühlung einer Batterie 2, welcher über einen Wärmetauscher 3 mit einem Kältemittelkreislauf 4 gekoppelt ist, der gemäß des Funktionsprinzips einer Absorptionskältemaschine arbeitet. Bei dem Kältemittelkreislauf 4 kann es sich beispielsweise um einen Kältemittelkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage handeln. 1 schematically shows a coolant circuit 1 for cooling a battery 2 which is via a heat exchanger 3 with a refrigerant circuit 4 coupled, which operates according to the operating principle of an absorption chiller. In the refrigerant circuit 4 it may, for example, be a refrigerant circuit of a vehicle air conditioning system.

Bei der Batterie 2 handelt es sich insbesondere um eine Hochvoltbatterie, welche beispielsweise als Fahrzeugbatterie für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb und/oder für ein mit Brennstoffzellen betriebenes Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug zur Personenbeförderung, vorgesehen ist.At the battery 2 In particular, it is a high-voltage battery, which is provided, for example, as a vehicle battery for a vehicle with hybrid drive and / or for a vehicle powered by fuel cells, in particular for a motor vehicle for passenger transport.

Die Batterie 2 ist in nicht näher dargestellter Art und Weise aus mehreren elektrisch parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Einzelzellen gebildet, welche als Zellverbund vorzugsweise in einem Batteriegehäuse angeordnet sind.The battery 2 is formed in a manner not shown from several electrically parallel and / or serially interconnected single cells, which are preferably arranged as a cell assembly in a battery case.

Da derartige Batterien 2 während ihres Betriebes, insbesondere bei einem Lade- und/oder Entladevorgang, große Verlustwärmemengen erzeugen, ist die Batterie 2 thermisch mit dem Kühlmittelkreiskauf 1 gekoppelt.Because such batteries 2 during their operation, in particular during a charging and / or discharging process, generate large quantities of waste heat, the battery is 2 thermally with the coolant circuit purchase 1 coupled.

Zu dieser thermischen Kopplung ist das Batteriegehäuse und/oder ein Gehäuse der Einzelzellen mit einem in dem Kühlmittelkreislauf 1 geführten Kühlmittel K1 durchströmbar. Das Kühlmittel K1 wird mittels einer in dem Kühlmittelkreislauf 1 angeordneten Kühlmittelpumpe 5 gefördert, nimmt die Verlustwärme der Batterie 2 auf und gibt diese in dem Wärmetauscher 3 an das in dem Kältemittelkreislauf 4 befindliche Kältemittel K2 ab.For this thermal coupling is the battery case and / or a housing of the individual cells with a in the coolant circuit 1 guided coolant K1 flowed through. The coolant K1 is by means of a in the coolant circuit 1 arranged coolant pump 5 promoted, the loss of heat of the battery decreases 2 and gives them in the heat exchanger 3 to the in the refrigerant circuit 4 located refrigerant K2 from.

Zu einem Volumenausgleich, welcher aufgrund von Volumenänderungen des Kühlmittels K1 bei verschiedenen Temperaturen notwendig ist, ist ein Ausgleichsbehälter 6 in dem Kühlmittelkreislauf 1 angeordnet.To a volume compensation, which is necessary due to volume changes of the coolant K1 at different temperatures, is a surge tank 6 in the coolant circuit 1 arranged.

Um den Grad der Kühlung der Batterie 2 zu steuern, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielsweise ein Drei-Wege-Ventil 15 vorgesehen, mittels welchem einzelne Abschnitte des Kühlmittelkreislaufes 1 voneinander und insbesondere von dem Wärmetauscher 3 trennbar sind.To the degree of cooling of the battery 2 to control is in the illustrated embodiment of the invention, for example, a three-way valve 15 provided by means of which individual sections of the coolant circuit 1 from each other and in particular special of the heat exchanger 3 are separable.

Der Kältemittelkreislauf 4 arbeitet mit einer Kältemittellösung K2 + L, die aus einem Kältemittel K2, vorzugsweise Ammoniak oder Lithiumbromid, und einem Lösungsmittel L, vorzugsweise Wasser, gebildet ist.The refrigerant circuit 4 operates with a refrigerant solution K2 + L, which is formed from a refrigerant K2, preferably ammonia or lithium bromide, and a solvent L, preferably water.

Zur Realisierung des Funktionsprinzips der Absorptionskältemaschine umfasst der Kältemittelkreislauf 4 eine Kältemittelpumpe 7, bei der es sich insbesondere um eine Hochdruckpumpe handelt, mittels welcher einer Trenneinheit 8 die Kühlmittellösung K2 + L zuführbar ist.For realizing the principle of operation of the absorption chiller comprises the refrigerant circuit 4 a refrigerant pump 7 , which is in particular a high-pressure pump, by means of which a separation unit 8th the coolant solution K2 + L can be supplied.

Die Trenneinheit 8, welche vorzugsweise ein Zylinder ist, ist direkt mit einem Heizelement 9 verbunden bzw. ist dieses in der Trenneinheit 8 integriert. Das Heizelement 9 ist dabei beispielsweise als Brenner, mittels welchem flüssige, gasförmige oder feste Brennstoffe umsetzbar sind, oder als elektrisch betriebenes Heizelement ausgebildet.The separation unit 8th , which is preferably a cylinder, is directly connected to a heating element 9 connected or this is in the separation unit 8th integrated. The heating element 9 is, for example, as a burner, by means of which liquid, gaseous or solid fuels can be implemented, or designed as an electrically operated heating element.

Anhand einer der Kältemittellösung K2 + L in der Trenneinheit 8 zugeführten Wärme ist das Kältemittel K2, beispielsweise Ammoniak, aufgrund einer niedrigen Siedetemperatur aus der Kältemittellösung K2 + L verdampfbar und somit von dem Lösungsmittel L, welches auch nach der Erwärmung in einem flüssigen Aggregatzustand vorliegt, trennbar.Using one of the refrigerant solution K2 + L in the separation unit 8th supplied heat, the refrigerant K2, for example ammonia, due to a low boiling temperature from the refrigerant solution K2 + L vaporizable and thus of the solvent L, which is present even after heating in a liquid state, separable.

Anschließend ist das Kältemittel K2 über eine erste Versorgungsleitung 11 einem Kondensator 10, welcher bevorzugt ein luftgekühlter Kondensator ist, zuführbar, in welchem sich das Kältemittel K2 unter Wärmeabgabe abkühlt und somit in einen flüssigen Aggregatzustand überführbar ist.Subsequently, the refrigerant K2 via a first supply line 11 a capacitor 10 , which is preferably an air-cooled condenser, can be supplied, in which the refrigerant K2 cools with release of heat and thus can be converted into a liquid state of matter.

Weiterhin umfasst der Kältemittelkreislauf 4 einen in Strömungsrichtung nach dem Kondensator 10 angeordneten Verdampfer 12, in welchem unter Wärmeaufnahme eine Expansion und Verdampfung des Kältemittels K2 stattfindet.Furthermore, the refrigerant circuit comprises 4 one downstream of the condenser 10 arranged evaporator 12 , in which heat absorption takes place an expansion and evaporation of the refrigerant K2.

Die gewünschte Kühlwirkung wird also an diesem Bauteil erreicht. Aus diesem Grund ist der Wärmetauscher 3 des Kühlmittelkreislaufes 1 zur Kühlung der Batterie 2 mit dem Verdampfer 12 des Kältemittelkreislaufes 4 derart thermisch gekoppelt, dass das Kältemittel K2 die Wärme des Kühlmittels K1 aufnimmt.The desired cooling effect is thus achieved on this component. Because of this, the heat exchanger is 3 of the coolant circuit 1 for cooling the battery 2 with the evaporator 12 of the refrigerant circuit 4 thermally coupled such that the refrigerant K2 absorbs the heat of the coolant K1.

In Strömungsrichtung nach dem Verdampfer 12 ist ein Absorber 13 angeordnet, welchem das Kältemittel K2 und das Kühlmittel K1 zuführbar sind. Zwischen der Trenneinheit 8 und dem Absorber 13 ist eine zweite Versorgungsleitung 14 angeordnet, mittels welcher dem Absorber 13 das in der Trenneinheit 8 aus der Kältemittellösung K2 + L getrennte Lösungsmittel L zuführbar ist.In the flow direction after the evaporator 12 is an absorber 13 arranged, which the refrigerant K2 and the coolant K1 can be fed. Between the separation unit 8th and the absorber 13 is a second supply line 14 arranged, by means of which the absorber 13 that in the separation unit 8th from the refrigerant solution K2 + L separate solvent L can be fed.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vor dem Absorber 13 zusätzlich ein Mantelrohr 16 angeordnet, mittels welchem insbesondere das Lösungsmittel L schon vor dem Eintritt in den Absorber 13 abkühlbar ist. Das abgekühlte Lösungsmittel L und das Kältemittel K2 sind gemeinsam dem Absorber 13 zuführbar.In the illustrated embodiment of the invention is in front of the absorber 13 in addition a jacket pipe 16 arranged, by means of which in particular the solvent L even before entering the absorber 13 is coolable. The cooled solvent L and the refrigerant K2 are together the absorber 13 fed.

Das kalte Lösungsmittel L hat das Bestreben, das Kältemittel K2 bis zur Sättigung aufzunehmen, so dass nach dem Absorber 13 wieder die Kältemittellösung K2 + L vorliegt, welche der Trenneinheit 8 mittels der Kältemittelpumpe 7 zuführbar ist.The cold solvent L tends to absorb the refrigerant K2 to saturation, so after the absorber 13 again the refrigerant solution K2 + L is present, which is the separation unit 8th by means of the refrigerant pump 7 can be fed.

In 2 ist eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung dargestellt, in welcher die Trenneinheit 8 über einen weiteren Kühlmittelkreislauf 17 mit dem Heizelement 9 verbunden ist.In 2 a preferred embodiment of the invention is shown, in which the separation unit 8th via another coolant circuit 17 with the heating element 9 connected is.

Dabei ist ein in dem weiteren Kühlmittelkreislauf 17 geführtes weiteres Kühlmittel K3 anhand des Heizelementes 9 erwärmbar, wobei diese Wärme zur Erwärmung der Kältemittellösung K2 + L der Trenneinheit 8 zuführbar ist. Zu einer Zirkulation des weiteren Kühlmittels K3 ist eine zweite Kühlmittelpumpe 18 vorgesehen.One is in the further coolant circuit 17 Guided additional coolant K3 based on the heating element 9 heated, said heat for heating the refrigerant solution K2 + L of the separation unit 8th can be fed. For a circulation of the further coolant K3 is a second coolant pump 18 intended.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der weitere Kühlmittelkreislauf 17 ein Kühlmittelkreislauf oder ein Abschnitt dieses einer nicht näher dargestellten Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeuges, wobei die Verbrennungskraftmaschine das Heizelement 9 bildet und mittels der Verlustwärme dieser das weitere Kühlmittel K3 erwärmbar ist. Dadurch kann in vorteilhafter Weise ein zusätzliches Heizelement 9 entfallen.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the further coolant circuit 17 a coolant circuit or a portion of this non-illustrated internal combustion engine of the vehicle, wherein the internal combustion engine, the heating element 9 forms and by means of the heat loss of this, the further coolant K3 is heated. This can advantageously an additional heating element 9 omitted.

Da aufgrund von Fahrbewegungen während des Betriebes des Fahrzeuges unerwünschte Strömungen und Bewegungen des Kältemittels K2 und des Lösungsmittels L bzw. der Kältemittellösung K2 + L in dem Kältemittelkreislauf 4 entstehen können, sind insbesondere in der Trenneinheit 8, dem Kondensator 10 und dem Absorber 13 nicht näher dargestellte Platten angeordnet, welche eine gleichmäßige Strömung des geführten Fluids ermöglichen. Dabei sind die Platten vorzugsweise versetzt zueinander angeordnet und weisen jeweils mehrere Bohrungen auf, so dass die Strömung bzw. die Bewegung des Fluids verlangsambar bzw. beruhigbar ist.As a result of movements during operation of the vehicle undesirable flows and movements of the refrigerant K2 and the solvent L or the refrigerant solution K2 + L in the refrigerant circuit 4 can arise, in particular in the separation unit 8th , the capacitor 10 and the absorber 13 not shown plates arranged, which allow a uniform flow of the guided fluid. In this case, the plates are preferably arranged offset from one another and each have a plurality of bores, so that the flow or the movement of the fluid can be slowed down or calmed.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (13)

Vorrichtung zur Kühlung einer Batterie (2) eines Fahrzeuges, die von einem Kühlmittel (K1) durchströmbar ist, wobei eine Kühlmittelpumpe (5) das Kühlmittel (K1) innerhalb eines Kühlmittelkreislaufes (1) fördert und der Kühlmittelkreislauf (1) über einen Wärmetauscher (3) mit einem Kältemittelkreislauf (4) einer Kältemaschine thermisch gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemaschine eine Absorptionskältemaschine ist.Device for cooling a battery ( 2 ) of a vehicle which can be traversed by a coolant (K1), wherein a coolant pump ( 5 ) the coolant (K1) within a coolant circuit ( 1 ) and the coolant circuit ( 1 ) via a heat exchanger ( 3 ) with a refrigerant circuit ( 4 ) is thermally coupled to a chiller, characterized in that the chiller is an absorption chiller. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Absorptionskältemaschine ein Kältemittel (K2) im Kältemittelkreislauf (4) anhand einer Temperaturbeeinflussung einer Kältemittellösung (K2 + L) verdichtbar ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that by means of the absorption chiller, a refrigerant (K2) in the refrigerant circuit ( 4 ) is condensable by means of a temperature influence of a refrigerant solution (K2 + L). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (4) eine Kältemittelpumpe (7) umfasst, mittels welcher einer Trenneinheit (8) die Kältemittellösung (K2 + L) zuführbar ist, wobei anhand der Trenneinheit (8) unter Wärmezufuhr das Kältemittel (K2) von einem Lösungsmittel (L) trennbar und verdampfbar ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the refrigerant circuit ( 4 ) a refrigerant pump ( 7 ) by means of which a separation unit ( 8th ), the refrigerant solution (K2 + L) can be supplied, wherein by means of the separation unit ( 8th ) under heat, the refrigerant (K2) of a solvent (L) is separable and vaporizable. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinheit (8) direkt oder über einen weiteren Kühlmittelkreislauf (17) mit einem Heizelement (9) verbunden ist.Device according to claim 3, characterized in that the separation unit ( 8th ) directly or via a further coolant circuit ( 17 ) with a heating element ( 9 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (9) ein Brenner oder ein elektrisches Heizelement ist.Device according to claim 4, characterized in that the heating element ( 9 ) is a burner or an electric heating element. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Kühlmittelkreislauf (17) zur Kühlung einer Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeuges vorgesehen ist.Apparatus according to claim 4, characterized in that the further coolant circuit ( 17 ) is provided for cooling an internal combustion engine of the vehicle. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (4) einen in Strömungsrichtung des Kältemittels (K2) nach der Trenneinheit (8) angeordneten Kondensator (10) umfasst, anhand dessen das dampfförmige Kältemittel (K2) in einen flüssigen Aggregatzustand überführbar ist, wobei das Kältemittel (K2) dem Kondensator (10) über eine erste Versorgungsleitung (11) von der Trenneinheit (8) zuführbar ist.Apparatus according to claim 3, characterized in that the refrigerant circuit ( 4 ) one in the flow direction of the refrigerant (K2) after the separation unit ( 8th ) arranged capacitor ( 10 ), by means of which the vaporous refrigerant (K2) can be converted into a liquid state of matter, wherein the refrigerant (K2) is fed to the condenser (K2). 10 ) via a first supply line ( 11 ) from the separation unit ( 8th ) can be fed. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (4) einen in Strömungsrichtung des Kältemittels (K2) nach dem Kondensator (10) angeordneten Verdampfer (12) umfasst, anhand dessen das flüssige Kältemittel (K2) verdampfbar ist.Apparatus according to claim 7, characterized in that the refrigerant circuit ( 4 ) one in the flow direction of the refrigerant (K2) after the capacitor ( 10 ) arranged evaporator ( 12 ), by means of which the liquid refrigerant (K2) is vaporisable. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (3) mit dem Verdampfer (12) thermisch gekoppelt ist.Apparatus according to claim 8, characterized in that the heat exchanger ( 3 ) with the evaporator ( 12 ) is thermally coupled. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (4) einen in Strömungsrichtung des Kältemittels (K2) nach dem Verdampfer (12) und vor der Kältemittelpumpe (7) angeordneten Absorber (13) umfasst, anhand dessen das Kältemittel (K2) in dem Lösungsmittel (L) lösbar ist, wobei dem Absorber (13) das Lösungsmittel (L) anhand einer zweiten Versorgungsleitung (14) von der Trenneinheit (8) zuführbar ist.Apparatus according to claim 8, characterized in that the refrigerant circuit ( 4 ) one in the flow direction of the refrigerant (K2) after the evaporator ( 12 ) and before the refrigerant pump ( 7 ) arranged absorber ( 13 ), by means of which the refrigerant (K2) is soluble in the solvent (L), wherein the absorber ( 13 ) the solvent (L) by means of a second supply line ( 14 ) from the separation unit ( 8th ) can be fed. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel (K2) Ammoniak oder Lithiumbromid ist.Device according to claim 1, characterized in that that the refrigerant (K2) is ammonia or lithium bromide. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel (L) Wasser ist.Device according to claim 3, characterized in that that the solvent (L) is water. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkreislauf (4) einen Ausgleichsbehälter (6) umfasst.Apparatus according to claim 1, characterized in that the coolant circuit ( 4 ) a surge tank ( 6 ).
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