DE102009035329A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeuges - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges, umfassend eine Batterie (2) mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Einzelzellen, deren jeweiliges Gehäuse und/oder ein alle umgebendes Batteriegehäuse von einem Kühlmittel (K1) durchströmt wird, wobei das Kühlmittel (K1) innerhalb eines Kühlmittelkreislaufes (1) von einer Pumpeneinheit (5) gefördert wird, wobei der Kühlmittelkreislauf (1) über einen Wärmetauscher (3) mit einem Kältemittelkreislauf (4) thermisch gekoppelt wird. Erfindungsgemäß wird in Abhängigkeit von einer momentanen Umgebungstemperatur und/oder einer momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeuges ein im Kältemittelkreislauf (4) angeordneter Kältemittelverdichter (10) über den Wärmetauscher (3) mit dem Kühlmittelkreislauf (1) thermisch gekoppelt, wobei eine Drehzahl des Kältemittelverdichters (10) in Abhängigkeit von der momentanen Umgebungstemperatur und/oder der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeuges eingestellt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeuges.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges, umfassend eine Batterie mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Einzelzellen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
  • 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.
  • Die Kühlung mittels des Klimakreislaufes 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 DE 10 2007 010 739 A1 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.
  • 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.
  • Aus der DE 197 14 501 A1 st 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. Als Randbedingung sind Druckschwingungen im Kältemittelkreislauf mittels eines Schwingungsaufnehmers erfassbar und durch die geeignete Maßnahme über eine Druckerhöhung abbaubar. Als geeignete Maßnahme ist ein Ausmaß einer Rückkühlung des Kältemittels in einem Kondensator verringerbar oder das Kältemittel ist beheizbar. Weiterhin ist es möglich, einen Massendurchsatz des Kältemittels anhand eines Druckschwingungen erkennenden Expansionsventils über längere Öffnungszeiten desselben zu erhöhen.
  • Nachteilig ist jedoch, dass bei der Kühlung der Batterie mittels eines derartigen Kältemittelkreislaufes bei geringen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen unter 0°C, eine zu starke Kühlung des Kältemittels in dem Kondensator stattfinden kann, 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. Zusätzlich ist bei geringen Umgebungstemperaturen häufig auch die Luft in einer Fahrgastzelle des Fahrzeuges kühl oder wird erwärmt, so dass der Wärmeeintrag in das Kältemittel der Fahrzeugklimaanlage sehr gering ist und die Möglichkeit besteht, dass der Wärmeeintrag nicht zu einer notwendigen Verdampfung des Kältemittels ausreicht oder nachteilige Betriebszustände der Fahrzeugklimaanlage verursacht.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeuges, umfassend eine Batterie mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Einzelzellen, anzugeben, mittels welchen eine effiziente Kühlung der Batterie bei verschieden Umgebungstemperaturen und Fahrzeuggeschwindigkeiten realisierbar ist.
  • Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch die im Anspruch 9 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges, umfassend eine Batterie mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Einzelzellen, wird deren jeweiliges Gehäuse und/oder ein alle umgebendes Batteriegehäuse von einem Kühlmittel durchströmt. Dabei wird das Kühlmittel innerhalb eines Kühlmittelkreislaufes von einer Pumpeneinheit gefördert, wobei der Kühlmittelkreislauf über einen Wärmetauscher mit einem Kältemittelkreislauf thermisch gekoppelt wird. Erfindungsgemäß wird in Abhängigkeit von einer momentanen Umgebungstemperatur und/oder einer momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeuges ein im Kältemittelkreislauf angeordneter Kältemittelverdichter über den Wärmetauscher mit dem Kühlmittelkreislauf thermisch gekoppelt, wobei eine Drehzahl des Kältemittelverdichters in Abhängigkeit von der momentanen Umgebungstemperatur und/oder der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeuges eingestellt wird.
  • Dabei werden die momentane Umgebungstemperatur mit einem vorgegebenen Umgebungstemperaturgrenzwert und/oder die momentane Geschwindigkeit mit einem vorgegebenen Geschwindigkeitsgrenzwert verglichen, so dass gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Kältemittelkreislauf dann mit dem Kühlmittelkreislauf gekoppelt wird, wenn die momentane Umgebungstemperatur und/oder die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeuges einen Umgebungstemperaturgrenzwert bzw. einen Geschwindigkeitsgrenzwert unterschreiten.
  • In einer weiteren gewinnbringenden Ausgestaltung der Erfindung wird die Drehzahl des Kältemittelverdichters dann erhöht, wenn die momentane Umgebungstemperatur und/oder die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeuges einen Umgebungstemperaturgrenzwert bzw. einen Geschwindigkeitsgrenzwert unterschreiten.
  • Daraus ergibt sich der Vorteil, dass sowohl bei hohen als auch bei geringen Umgebungstemperaturen und sowohl bei hohen als auch bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten eine ausreichende Kühlung der Batterie sichergestellt ist.
  • Zusätzlich wird die Drehzahl des Kältemittelverdichters insbesondere bei Unterschreitung des Umgebungstemperaturgrenzwertes und/oder des Geschwindigkeitsgrenzwertes erhöht, so dass auch bei geringen Geschwindigkeiten und/oder Stillstandsphasen des Fahrzeuges eine effektive Kühlung des Kältemittels in dem Kondensator erzielt wird, aber gleichzeitig eine zu starke Kühlung des Kältemittels in dem Kondensator vermieden wird, so dass eine für den thermodynamischen Kühlprozess erforderliche Unterkühlung des Kältemittels nach dem Kondensator realisierbar ist.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist es ebenfalls möglich, dass die Drehzahl des Kältemittelverdichters pulsierend eingestellt wird.
  • Ferner wird der Wärmetauscher mittels eines in Strömungsrichtung vor diesem angeordneten Absperrventils mit dem Kältemittelkreislauf gekoppelt. Dies stellt eine einfache und zuverlässige Möglichkeit der Einbindung des Wärmetauschers in den Kältemittelkreislauf dar.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein in dem Kältemittelkreislauf angeordneter Verdampfer mittels eines in Strömungsrichtung vor diesem angeordneten weiteren Absperrventils dann aus dem Kältemittelkreislauf entkoppelt, wenn der Wärmetauscher mit dem Kältemittelkreislauf gekoppelt wird. Somit wird die Funktion des Verdampfers durch den Wärmetauscher ersetzt, so dass dem Kältemittel stets eine ausreichende Wärmeenergie zur Verdampfung zuführbar ist.
  • Zur Überwachung des thermodynamischen Kühlprozesses wird in vorteilhafter Weise gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in dem Kältemittelkreislauf mittels eines in Strömungsrichtung nach dem Kondensator angeordneten Drucksensors ein Druck des Kältemittels erfasst, wobei anhand des erfassten Druckes eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betrieb des Fahrzeuges, umfassend eine Batterie mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Einzelzellen, ist deren jeweiliges Gehäuse und/oder ein alle umgebendes Batteriegehäuse von einem Kühlmittel durchströmbar, wobei eine Pumpeneinheit das Kühlmittel innerhalb eines Kühlmittelkreislaufes fördert, wobei der Kühlmittelkreislauf über einen Wärmetauscher mit einem Kältemittelkreislauf thermisch koppelbar ist. Erfindungsgemäß ist in Abhängigkeit von einer momentanen Umgebungstemperatur und/oder einer momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeuges ein im Kältemittelkreislauf angeordneter Kältemittelverdichter über den Wärmetauscher mit dem Kühlmittelkreislauf koppelbar, wobei eine Steuereinheit zur Steuerung einer Drehzahl des Kältemittelverdichters in Abhängigkeit von der momentanen Umgebungstemperatur und/oder der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeuges vorgesehen ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigt:
  • 1 schematisch einen Kühlmittelkreislauf mit einer in diesem angeordneten Batterie und einen über einen Wärmetauscher mit dem Kühlmittelkreislauf gekoppelten Kältemittelkreislauf.
  • Die einzige 1 zeigt einen Kühlmittelkreislauf 1 mit einer in diesem angeordneten Batterie 2 und einen über einen Wärmetauscher 3 mit dem Kühlmittelkreislauf 1 gekoppelten Kältemittelkreislauf 4, wobei anhand der dargestellten Anordnung sowohl das erfindungsgemäße Verfahren als auch die erfindungsgemäße Vorrichtung und deren Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
  • 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.
  • 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.
  • Da derartige Batterien 2 während ihres Betriebes, insbesondere bei einem Lade- und/oder Entladevorgang, große Verlustwärmemengen erzeugen, ist die Batterie 2 thermisch mit dem Kühlmittelskreiskauf 1 gekoppelt.
  • 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 Pumpeneinheit 5 gefördert, nimmt die Verlustwärme der Batterie 2 auf und gibt diese in dem Wärmetauscher 3 ab. Der Wärmetauscher 3 ist beispielsweise eine Kältemaschine, auch Chiller genannt, oder ein Verdampfer.
  • Bei dem Kühlmittelkreislauf 1 handelt es sich gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung um einen separaten Kühlmittelkreislauf 1, wobei der Kühlmittelkreislauf 1 gemäß nicht näher dargestellter Weiterbildungen der Erfindung beispielsweise auch Bestandteil eines Motor-Kühlkreislaufes sein kann.
  • Um eine erhöhte Wärmeabführung zu erzielen, ist der Kühlmittelkreislauf 1 über den Wärmetauscher 3 mit dem Kältemittelkreislauf 4 gekoppelt. Diese Kopplung kann dauerhaft oder nur bei einem erhöhten Bedarf der Wärmeabführung, beispielsweise in Stillstandphasen des Fahrzeuges, mittels eines in Strömungsrichtung vor dem Wärmetauscher 3 angeordneten Absperrventils 6 ausgeführt werden, so dass der Wärmtauscher 3 und der Kühlmittelkreislauf 1 parallel zu dem Kältemittelkreislauf 4 geschaltet sind.
  • Durch einen aus dem Wärmetauscher 3, dem Absperrventil 6 und einem in Fließrichtung vor diesem angeordneten Expansionsventil 7 gebildeten Wärmetauscherkreislauf 8 wird eine verbesserte Wärmeabfuhr der Verlustwärme der Batterie 2 über das Kühlmittel K1 und ein Kältemittel K2 in dem Kältemittelkreislauf 4 erzielt.
  • Der Kältemittelkreislauf 4 ist insbesondere ein Kältemittelkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage, wobei das Kältemittel K2 in dem Kältemittelkreislauf 4 in einem flüssigen Aggregatzustand mit einem geringen Druck einem Verdampfer 9 zugeführt wird und unter Ausnutzung einer Temperatur einer in einer Fahrgastzelle zu kühlenden Luft verdampft wird. Dabei wird die Temperatur des Kältemittels K2 erhöht.
  • Das dampfförmige Kältemittel K2 wird anschließend einem Kältemittelverdichter 10 zugeführt, welcher dieses unter einer Druckerhöhung und einer damit verbundenen Temperaturerhöhung verdichtet und einem Kondensator 11 zuführt. In dem Kondensator 11 wird das Kältemittel K2 beispielsweise durch eine Umgebungsluft des Fahrzeuges gekühlt und verflüssigt.
  • Anschließend wird das Kältemittel K2 einem Expansionsventil 12 zugeführt, wobei das Kältemittel K2 unter einer weiteren Temperaturverringerung entspannt und anschließend wiederum dem Verdampfer 9 zugeführt wird.
  • Bei einer Fahrt des Fahrzeuges und niedrigen Umgebungstemperaturen, insbesondere bei Temperaturen unterhalb von 0°C, besteht jedoch aufgrund eines fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen Luftmassenstromes über dem Kondensator 11 die Gefahr, dass die Kühlung des Kältemittels K2 in dem Kondensator so stark ist, dass in dem Expansionsventil 12 keine weitere Unterkühlung des Kältemittels K2 realisiert werden kann und so der thermodynamische Kühlprozess nicht zustande kommt.
  • Die Batterie 2 erzeugt, wie bereits erläutert, besonders während Lade- und/oder Entladevorgängen eine große Verlustwärme. Bei konstanter Fahrt des Fahrzeuges, insbesondere eines Fahrzeuges mit Hybridantrieb, ist die Wärmeerzeugung der Batterie 2 aufgrund einer Betriebsstrategie des Fahrzeuges relativ gering. Im Stadtverkehr oder in einem Stop-and-Go-Betrieb des Fahrzeuges kann die erzeugte Verlustwärme jedoch sehr hoch sein, da die Batterie 2 aufgrund einer Nutzung eines Elektromotors als Antrieb entladen und/oder bei einer Rückgewinnung von Bremsenergie geladen wird. Somit ist während langsamer Fahrten oder Stillstandsphasen des Fahrzeuges eine erhöhte Wärmeabführung von der Batterie 2 erforderlich.
  • Aus diesen Gründen sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass in Abhängigkeit von einer momentanen Umgebungstemperatur und/oder einer momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeuges ein im Kältemittelkreislauf 4 angeordneter Kältemittelverdichter 10 über den Wärmetauscher 3 mit dem Kühlmittelkreislauf 1 thermisch gekoppelt wird, wobei eine Drehzahl des Kältemittelverdichters 10 in Abhängigkeit von der momentanen Umgebungstemperatur und/oder der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeuges eingestellt wird.
  • Dabei werden die momentane Umgebungstemperatur mit einem vorgegebenen Umgebungstemperaturgrenzwert und/oder die momentane Geschwindigkeit mit einem vorgegebenen Geschwindigkeitsgrenzwert verglichen.
  • Der Kältemittelkreislauf wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dann mit dem Kühlmittelkreislauf gekoppelt, wenn die momentane Umgebungstemperatur und/oder die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeuges einen Umgebungstemperaturgrenzwert bzw. einen Geschwindigkeitsgrenzwert unterschreiten.
  • Um die Wärmeabfuhr über den Kältemittelkreislauf an die Verlustwärmeerzeugung der Batterie 2 anzupassen, wird der Kältemittelkreislauf K4 vorzugsweise bei einer Unterschreitung des Geschwindigkeitsgrenzwertes mit dem Kühlmittelkreislauf 1 thermisch gekoppelt. Da bei hohen Umgebungstemperaturen eine erhöhte Wärmeabfuhr notwendig ist, wird der Kältemittelkreislauf K4 zusätzlich bei einer Überschreitung des Umgebungstemperaturgrenzwertes mit dem Kühlmittelkreislauf 1 thermisch gekoppelt.
  • Da auch bei geringen Umgebungstemperaturen eine zusätzliche Kühlung der Batterie 2 notwendig ist, aber gleichzeitig eine zu starke Abkühlung des Kältemittels K2 in dem Kondensator 11 aus den oben genannten Gründen vermieden werden muss, sieht eine besonders gewinnbringende Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Drehzahl des Kältemittelverdichters 10 bei Unterschreitung des Umgebungstemperaturgrenzwertes und/oder des Geschwindigkeitsgrenzwertes erhöht wird, so dass eine zu große Wärmeabgabe des Kältemittels K2 am Kondensator 11 vermieden wird.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Drehzahl des Kältemittelverdichters 10 auch pulsierend eingestellt werden.
  • Der Geschwindigkeitsgrenzwert und der Umgebungstemperaturgrenzwert können in Abhängigkeit einer Anordnung der Batterie 2 in dem Fahrzeug, von technischen Eigenschaften der Batterie 2 und weiteren konstruktiven Ausführungen vorgegeben werden. Dabei kann der Geschwindigkeitsgrenzwert beispielsweise 30 km/h und der Umgebungstemperaturgrenzwert beispielsweise 0°C oder 2°C betragen. Es können aber auch höhere oder geringere Werte vorgegebenen werden.
  • Um dem Kältemittel K2 stets eine ausreichende Wärmeenergie zur Verdampfung zuzuführen, wird der in dem Kältemittelkreislauf 4 angeordnete Verdampfer 9 mittels eines in Strömungsrichtung vor diesem angeordneten weiteren Absperrventils 14 dann aus dem Kältemittelkreislauf K2 entkoppelt, wenn der Wärmetauscher 3 mit dem Kältemittelkreislauf 4 gekoppelt wird. Somit wird die Funktion des Verdampfers 9 durch den Wärmetauscher 3 ersetzt.
  • Die Expansion und weitere Abkühlung des Kältemittels K2 wird in diesem Fall mittels des in Strömungsrichtung vor dem Wärmetauscher 3 angeordneten Expansionsventils 7 ausgeführt.
  • Zur Überwachung des thermodynamischen Kühlprozesses wird in vorteilhafter Weise gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in dem Kältemittelkreislauf 4 mittels eines zwischen dem Kondensator 11 und dem Expansionsventil 7 oder 12 angeordneten Drucksensors 15 ein Druck des Kältemittels K2 erfasst, wobei anhand des erfassten Druckes eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird.
  • Gemäß einer nicht näher dargestellten Weiterbildung der Erfindung kann der Kühlmittelkreislauf 1 in Abhängigkeit von der momentanen Umgebungstemperatur und/oder der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeuges alternativ direkt mit dem Kältemittelkreislauf 4, beispielsweise über ein weiteres nicht näher dargestelltes Absperrventil, gekoppelt werden, wobei das Kältemittel K2 und das Kühlmittel K1 aus dem gleichen Wärmeleitmedium gebildet sind.
  • Zusammenfassend ist es mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, die Vorteile einer Flüssigkeitskühlung gegenüber einer Luftkühlung der Batterie 2, d. h. eine Unabhängigkeit von einer Temperatur der Luft in der Fahrgastzelle, eine verbesserte Bauraumsituation und eine bessere Geräuschcharakteristik zu erzielen. Gleichzeitig wird in besonders gewinnbringender Weise eine gleichmäßige Kühlleistung bei unterschiedlichen Fahrzeuggeschwindigkeiten und Umgebungslufttemperaturen erzielt.
    • 1
    Kühlmittelkreislauf
    2
    Batterie
    3
    Wärmetauscher
    4
    Kältemittelkreislauf
    5
    Pumpeneinheit
    6
    Absperrventil
    7
    Expansionsventil
    8
    Wärmetauscherkreislauf
    9
    Verdampfer
    10
    Kältemittelverdichter
    11
    Kondensator
    12
    Expansionsventil
    13
    Steuereinheit
    14
    Absperrventil
    15
    Drucksensor
    K1
    Kühlmittel
    K2
    Kältemittel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (16)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges, umfassend eine Batterie (2) mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Einzelzellen, deren jeweiliges Gehäuse und/oder ein alle umgebendes Batteriegehäuse von einem Kühlmittel (K1) durchströmt wird, wobei das Kühlmittel (K1) innerhalb eines Kühlmittelkreislaufes (1) von einer Pumpeneinheit (5) gefördert wird, wobei der Kühlmittelkreislauf (1) über einen Wärmetauscher (3) mit einem Kältemittelkreislauf (4) thermisch gekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von einer momentanen Umgebungstemperatur und/oder einer momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeuges ein im Kältemittelkreislauf (4) angeordneter Kältemittelverdichter (10) über den Wärmetauscher (3) mit dem Kühlmittelkreislauf (1) thermisch gekoppelt wird, wobei eine Drehzahl des Kältemittelverdichters (10) in Abhängigkeit von der momentanen Umgebungstemperatur und/oder der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeuges eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die momentane Umgebungstemperatur mit einem vorgegebenen Umgebungstemperaturgrenzwert und/oder die momentane Geschwindigkeit mit einem vorgegebenen Geschwindigkeitsgrenzwert verglichen werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (4) dann mit dem Kühlmittelkreislauf (1) gekoppelt wird, wenn die momentane Umgebungstemperatur und/oder die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeuges einen Umgebungstemperaturgrenzwert bzw. einen Geschwindigkeitsgrenzwert unterschreiten.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Kältemittelverdichters (10) dann erhöht wird, wenn die momentane Umgebungstemperatur und/oder die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeuges einen Umgebungstemperaturgrenzwert bzw. einen Geschwindigkeitsgrenzwert unterschreiten.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Kältemittelverdichters (10) pulsierend eingestellt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (3) mittels eines in Strömungsrichtung vor diesem angeordneten Absperrventils (6) mit dem Kältemittelkreislauf (4) gekoppelt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein in dem Kältemittelkreislauf (4) angeordneter Verdampfer (9) mittels eines in Strömungsrichtung vor diesem angeordneten weiteren Absperrventils (14) dann aus dem Kältemittelkreislauf (4) entkoppelt wird, wenn der Wärmetauscher (3) mit dem Kältemittelkreislauf (4) gekoppelt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kältemittelkreislauf (4) mittels eines in Strömungsrichtung nach dem Kondensator (11) angeordneten Drucksensors (15) ein Druck des Kältemittels (K2) erfasst wird, wobei anhand des erfassten Druckes eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird.
  9. Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeuges, umfassend eine Batterie (2) mit mehreren parallel und/oder seriell miteinander verschalteten Einzelzellen, deren jeweiliges Gehäuse und/oder ein alle umgebendes Batteriegehäuse von einem Kühlmittel (K1) durchströmbar sind, wobei eine Pumpeneinheit (5) das Kühlmittel (K1) innerhalb eines Kühlmittelkreislaufes (1) fördert, wobei der Kühlmittelkreislauf (1) über einen Wärmetauscher (3) mit einem Kältemittelkreislauf (4) thermisch koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von einer momentanen Umgebungstemperatur und/oder einer momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeuges ein im Kältemittelkreislauf (4) angeordneter Kältemittelverdichter (10) über den Wärmetauscher (3) mit dem Kühlmittelkreislauf (1) koppelbar ist, wobei eine Steuereinheit (13) zur Steuerung einer Drehzahl des Kältemittelverdichters (10) in Abhängigkeit von der momentanen Umgebungstemperatur und/oder der Geschwindigkeit des Fahrzeuges vorgesehen ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (3) eine Kältemaschine oder ein Verdampfer ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kühlmittelskreislauf (1) die Batterie (2), die Pumpeneinheit (5) und der Wärmetauscher (3) angeordnet sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kältemittelkreislauf (4) ein Kältemittelverdichter (10), ein Kondensator (11), ein Expansionsventil (12), ein Absperrventil (14) und ein Verdampfer (9) angeordnet sind.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (14) zu einer Entkopplung des Verdampfers (9) aus dem Kältemittelkreislauf (4) vorgesehen ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Wärmetauscherkreislauf (8) der Wärmtauscher (3), ein Expansionsventil (7) und ein Absperrventil (6) angeordnet sind, wobei das Absperrventil (6) zur Kopplung des Kühlmittelkreislaufes (1) und des Kältemittelkreislauf (4) über den Wärmetauscher (3) vorgesehen ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kältemittelkreislauf (4) in Strömungsrichtung nach dem Kondensator (11) ein Drucksensor (15) angeordnet ist, mittels welchem ein Druck des Kältemittels (K2) erfassbar ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel (K2) und das Kühlmittel (K1) ein gleiches Wärmeleitmedium sind.
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