DE102009035456A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Betrieb eines Fahrzeugs, umfassend eine Batterie (2), welche thermisch mit einem Kühlmittelkreislauf (K1) gekoppelt ist, wobei der Kühlmittelkreislauf (K1) anhand eines Wärmetauschers thermisch mit einem Kältemittelkreislauf (K2) einer Fahrzeugklimaanlage (4) gekoppelt ist und wobei Steuermittel vorgesehen sind, anhand derer eine entlang des Wärmetauschers strömende Kühlmittelmenge steuerbar ist. Dabei ist der Wärmetauscher ein Verdampfer (3) der Fahrzeugklimaanlage (4) und das Kühlmittel ist Luft, wobei der Kühlmittelkreislauf (K1) geschlossen ausgeführt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit einer Batterie (2).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeugs, umfassend eine Batterie, welche thermisch mit einem Kühlmittelkreislauf gekoppelt ist, wobei der Kühlmittelkreislauf anhand eines Wärmetauschers thermisch mit einem Kältemittelkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage gekoppelt ist und wobei Steuermittel vorgesehen sind, anhand derer eine entlang des Wärmetauschers strömende Kühlmittelmenge steuerbar ist
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit einer Batterie, welche thermisch mit einem Kühlmittelkreislauf gekoppelt ist, wobei der Kühlmittelkreislauf anhand eines Wärmetauschers thermisch mit einem Kältemittelkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage gekoppelt ist und wobei eine entlang des Wärmetauschers strömende Kühlmittelmenge gesteuert wird.
  • Batterien für Fahrzeuganwendungen, insbesondere für Hybridanwendungen, bestehen aus mehreren in Reihe und/oder parallel geschalteten Einzelzellen. Da die Einzelzellen, beispielsweise Lithium-Ionen-Zellen, während ihres Betriebs eine große Wärme abgeben und nur in einem bestimmten Temperaturbereich optimal betreibbar sind, ist eine Kühlung der Batterie erforderlich. Deshalb befinden sich die Einzelzellen meist mit einer zugehörigen Elektronik und Vorrichtungen zur Kühlung in einem gemeinsamen Batteriegehäuse. 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 Klimakreislaufs wird aus Bauraumgründen vorzugsweise angewendet. Ein derartiges Kühlsystem, insbesondere ein Kühlsystem für Kraftfahrzeuge, ist aus der DE 10 2004 035 879 A1 bekannt, wobei das Kühlsystem einen Kühlmittelkreislauf und einen Kältemittelkreislauf aufweist, die über einen Kältemittel/Kühlmittel-Wärmetauscher miteinander gekoppelt sind, wobei im Kühlmittelkreislauf ein Drittmedium/Kühlmittel-Wärmetauscher vorgesehen ist. Im Kühlmittelkreislauf ist weiterhin eine zu kühlende Wärmequelle, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, angeordnet und es sind Mittel vorgesehen, um eine Menge an über den Kältemittel/Kühlmittel-Wärmetauscher strömendem Kühlmittel zu steuern. Der Kältemittelkreislauf, insbesondere ein Klimakreislauf, ist mit einem üblichen Kältemittel befüllt und der Kühlmittelkreislauf mit einem flüssigen Kühlmittel, insbesondere einem Wasser-Glykol-Gemisch.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit einer Batterie anzugeben, welche eine einfache, kostengünstige und zugleich effiziente Kühlung der Batterie ermöglichen.
  • Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 10 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, umfasst eine Batterie, welche thermisch mit einem Kühlmittelkreislauf gekoppelt ist, wobei der Kühlmittelkreislauf anhand eines Wärmetauschers thermisch mit einem Kältemittelkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage gekoppelt ist. Dabei ist anhand von Steuermitteln eine entlang des Wärmetauschers strömende Kühlmittelmenge steuerbar.
  • Erfindungsgemäß ist der Wärmetauscher ein Verdampfer der Fahrzeugklimaanlage und das Kühlmittel Luft, wobei der Kühlmittelkreislauf geschlossen ausgeführt ist, so dass der Luftstrom in einem geschlossenen System ohne Luftzufuhr von außen oder Luftabfuhr nach außen führbar ist. Durch diese geschlossene Ausführung ist es insbesondere möglich, Verschmutzungen innerhalb des Kühlmittelkreislaufs zu vermeiden und somit über die gesamte Lebensdauer der Batterie eine gleichmäßige Kühlung zu erzielen. Auch ist als Kühlmittelkreislauf kein zusätzlicher Flüssigkeitskreislauf erforderlich, wodurch insbesondere Material- und Kosteneinsparungen erzielbar sind. Durch die Verwendung von Luft als Kühlmittel im Vergleich zu einer Flüssigkeit ist wiederum eine Gewichtseinsparung der Vorrichtung erreichbar, woraus ein geringerer Energiebedarf zur Bewegung des Fahrzeugs und daraus folgend eine Verringerung eines Schadstoffausstoßes resultieren.
  • Um eine homogene Temperaturverteilung in einem Batteriegehäuse, insbesondere zwischen einer Mehrzahl von in dem Batteriegehäuse angeordneten Einzelzellen, zu erreichen, ist gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem Kühlmittelkreislauf ein Lüfterelement angeordnet, mittels welchem ein Luftstrom erzeugbar und die Luft in dem Batteriegehäuse umwälzbar ist.
  • Zusätzlich ist in Strömungsrichtung des Luftstroms nach dem Verdampfer ein Kondensatabscheider zur Entfeuchtung der Luft angeordnet. Aus dieser Entfeuchtung resultiert in vorteilhafter Weise, dass eine Korrosion des Verdampfers und an Bauteilen in dem Batteriegehäuse, insbesondere an elektrischen Kontakten und den Einzelzellen, vermieden werden.
  • Zum optimalen Betrieb der Batterie ist es erforderlich, dass diese in einem bestimmten Temperaturbereich arbeitet. Aus diesem Grund umfassen die Steuermittel zumindest einen Luftverteiler und/oder eine Temperatur-Erfassungseinheit zur Erfassung einer Ist-Temperatur des Luftstroms, anhand derer eine Kühlung der Luft steuerbar ist.
  • Zur Steuerung dieser Kühlung umfasst der Luftverteiler zumindest einen Eingangskanal und zumindest zwei Ausgangskanäle zur Führung des Luftstroms, wobei ein erster Ausgangskanal mit dem Verdampfer gekoppelt ist und ein zweiter Ausgangskanal als Bypass um den Verdampfer verläuft.
  • Zusätzlich ist an dem zweiten Ausgangskanal ein zweiter Wärmetauscher angeordnet, um die Kühlleistung, insbesondere bei hohen Umgebungs- und/oder Batterietemperaturen, zu erhöhen.
  • Des Weiteren ist die Temperatur-Erfassungseinheit an einem Verbindungspunkt des ersten Ausgangskanals und des zweiten Ausgangskanals in Strömungsrichtung des Luftstromes nach dem Verdampfer angeordnet.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung umfassen die Steuermittel eine Steuereinheit, in welcher zumindest eine Soll-Temperatur des Luftstroms hinterlegt und welche derart mit dem Luftverteiler gekoppelt ist, dass ein erster Anteil und ein zweiter Anteil des Luftstroms einstellbar sind. Somit ist einerseits eine effektive und einfach steuerbare Kühlung realisierbar und andererseits ist die Kühlung, insbesondere bei niedrigen Umgebungstemperaturen und/oder bei einem Kaltstart, je nach Anwendung deaktivierbar, woraus eine schnelle Erwärmung der Batterie auf ihre Betriebstemperatur möglich ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit einer Batterie, welche thermisch mit einem Kühlmittelkreislauf gekoppelt ist, wobei der Kühlmittelkreislauf anhand eines Wärmetauschers thermisch mit einem Kältemittelkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage gekoppelt ist, wird eine entlang des Wärmetauschers strömende Kühlmittelmenge gesteuert.
  • Erfindungsgemäß wird in dem Kühlmittelkreislauf ein Luftstrom geführt, wobei der Luftstrom durch ein Batteriegehäuse geleitet, in diesem umgewälzt und zumindest teilweise durch den als Verdampfer ausgebildeten Wärmetauscher geleitet wird. Diese Kühlung der Batterie mit Luft zeichnet sich insbesondere durch eine schnelle und variable Kühlung der Batterie aus, welche aus geringen thermischen Massen aufgrund nicht notwendiger Flüssigkeiten und zusätzlicher Kühleinrichtungen möglich ist.
  • Weiterhin wird der Luftstrom vor dem Verdampfer auf zumindest zwei Ausgangskanäle aufgeteilt und ein erster Anteil wird über einen ersten Ausgangskanal dem Verdampfer und ein zweiter Anteil über einen zweiten Ausgangskanal an dem Verdampfer vorbeigeführt.
  • Zur Entfeuchtung der Luft wird zumindest der erste Anteil des Luftstroms in Strömungsrichtung nach dem Verdampfer getrocknet.
  • Auch werden der erste Anteil und der zweite Anteil des Luftstroms in Strömungsrichtung nach dem Verdampfer wieder zusammengeführt. Somit ist in einfacher Art und Weise eine effektive Kühlung der Batterie steuerbar, wobei eine gewünschte Zieltemperatur einfach steuer- und/oder regelbar ist.
  • Zur Realisierung dieser Steuerung und/oder Regelung nach der Zusammenführung der Anteile des Luftstroms wird eine Ist-Temperatur gemessen und mit einer Soll-Temperatur verglichen, wobei in Abhängigkeit des Vergleichs der Ist-Temperatur und Soll-Temperatur die Größe des ersten Anteils und die Größe des zweiten Anteils des Luftstroms ermittelt und eingestellt werden. Daraus resultiert eine flexible Kühlstrategie für die Batterie, bei welcher in Abhängigkeit unterschiedlicher Umgebungstemperaturen und/oder der verschiedener Batterietemperaturen, insbesondere aufgrund von unterschiedlicher elektrischer Belastung, angepasste Kühlleistungen einstellbar sind.
  • Um die Flexibilität der Kühlstrategie und eine mögliche Kühlleitung zu erhöhen, wird der zweite Anteil des Luftstroms vorzugsweise zusätzlich in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur mittels eines zweiten Wärmetauschers gekühlt.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigt:
  • 1 schematisch eine Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeugs mit einer Batterie.
  • Die einzige 1 zeigt eine Vorrichtung 1, welche in einem nicht näher dargestellten Fahrzeug angeordnet und zum Betrieb des Fahrzeugs vorgesehen ist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich z. B. um ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst eine Batterie 2, bei der es sich insbesondere um eine so genannte Traktionsbatterie des Fahrzeugs handelt, welche beispielsweise aus Lithium-Ionen-Zellen gebildet ist. Derartige Lithium-Ionen-Zellen erzeugen während ihres Betriebs, d. h. während Lade- und Entladezyklen, Verlustwärme, welche abgeführt werden muss.
  • Zur Abführung der Wärme ist die Batterie 2 in einem Kühlmittelkreislauf K1 angeordnet und thermisch mit diesem gekoppelt. Der Kühlmittelkreislauf K1 ist wiederum über einen Verdampfer 3 mit einem Kältemittelkreislauf K2 einer Fahrzeugklimaanlage 4 thermisch gekoppelt.
  • Im Kältemittelkreislauf K2 der Fahrzeugklimaanlage 4 sind neben dem Verdampfer 3 ein Klimakompressor 5 und ein Kondensator 6 mit einem Abluft-Lüfterelement 6.1 angeordnet, wobei das Abluft-Lüfterelement 6.1 vorzugsweise eine Drehzahlregelung umfasst, so dass ein anhand des Abluft-Lüfterelements 6.1 erzeugter Abluftstrom und somit eine Kondensationsleistung des Kondensators 6 je nach Anforderung einstellbar sind.
  • Zur Kühlung von Luft mittels der Fahrzeugklimaanlage 4 in einem Fahrzeuginnenraum wird die Luft dem Verdampfer 3 zugeführt, in welchem ein in dem Kältemittelkreislauf K2 geführtes Kältemittel verdampft. Bei dem Kältemittel handelt es sich um ein übliches Kältemittel, wie beispielsweise ein Kohlenwasserstoff, Ammoniak oder Kohlenstoffdioxid. Während des Verdampfungsprozesses wird die durch den Verdampfer geführte Luft abgekühlt.
  • Das Kältemittel verdampft aufgrund der Wärmezufuhr durch die Luft in dem Verdampfer 3 und wird anschließend in gasförmigem Aggregatzustand von dem Klimakompressor 5 angesaugt und mittels des nachgeschalteten Kondensators 6 abgekühlt und kondensiert. Weiterhin ist auch ein Expansionsventil 7 zur Einstellung des Drucks in dem Kältemittelkreislauf K2 vorgesehen.
  • Zur Kühlung der Batterie 2 ist als Kühlmittel in dem Kühlmittelkreislauf K1 Luft vorgesehen, wobei mittels eines Lüfterelements 8 einen Luftstrom L in dem Kühlmittelkreislauf K1 erzeugt wird, der eine Umwälzung der Luft in einem Batteriegehäuse 2.1 ermöglicht. Der Kühlmittelkreislauf K1 ist dabei geschlossen ausgebildet, d. h. es erfolgt keine Luftzufuhr aus der Umgebung des Fahrzeugs.
  • Bei dem Durchströmen der Luft durch das Batteriegehäuse 2.1 nimmt diese die Wärme der Batterie 2, insbesondere von in dem Batteriegehäuse 2.1 angeordneten Einzelzellen, auf, so dass die Wärme durch den Luftstrom L aus dem Batteriegehäuses 2.1 transportiert wird.
  • In Strömungsrichtung der Luft nach dem Lüfterelement 8 ist ein Luftverteiler 9 mit einem Eingangskanal 9.1 und zwei Ausgangskanälen 9.2, 9.3 angeordnet, mittels welchem der Luftstrom L in einen ersten Anteil L1 und einen zweiten Anteil L2 aufgeteilt wird.
  • Der erste Anteil L1 wird über den ersten Ausgangskanal 9.2 dem Verdampfer 3 zugeführt, wobei der Luft in dem Verdampfer 3 aufgrund der Verdampfung des Kältemittels die transportierte Wärme entzogen wird. Anschließend wird der so gekühlte erste Anteil L1 des Luftstroms L einem Kondensatabscheider 10 zugeführt, in welchem der gekühlten Luft Feuchtigkeit entzogen und diese somit getrocknet wird.
  • Der zweite Anteil L2 des Luftstroms L wird über den zweiten Ausgangskanal 9.3 an dem Verdampfer 3 vorbeigeführt, d. h. der zweite Anteil L2 des Luftstroms L ist nicht thermisch mit dem Verdampfer 3 gekoppelt.
  • Nach dem Verdampfer 3 werden die beiden Anteile L1 und L2 an einem Verbindungspunkt P des ersten Ausgangskanals 9.1 und des zweiten Ausgangskanals 9.3 zusammengeführt und somit miteinander gemischt.
  • An diesem Verbindungspunkt P ist eine Temperatur-Erfassungseinheit 11 angeordnet, anhand derer eine Ist-Temperatur TIst des Luftstroms L nach der Vermischung der beiden Anteile L1 und L2 erfasst wird.
  • Der erfasste Wert der Ist-Temperatur TIst wird einer Steuereinheit 12 zugeführt, welche die Ist-Temperatur TIst mit einer hinterlegten Soll-Temperatur TSoll vergleicht. Die Soll-Temperatur TSoll ist dabei vorzugsweise in Form einer Kennlinie in Abhängigkeit von einer Batterie-Temperatur TBatt und/oder einer Umgebungs-Temperatur TUmg hinterlegt.
  • Mittels der Steuereinheit 12 ist der Luftverteiler 9, insbesondere dessen Ausgangskanäle 9.2 und 9.2, steuerbar, so dass die Größe des ersten Anteils L1 und des zweiten Anteils L2 des Luftstroms L derart einstellbar sind, dass eine gewünschte Ist-Temperatur TIst des Luftstroms L erzielt wird, die zu einer solchen Batterie-Temperatur TBatt führt, bei welcher die Batterie 2 optimal betrieben werden kann. Bei einer maximal benötigten Kühlleistung wird der Luftverteiler 9 derart gesteuert, dass der gesamte Luftstrom L über den ersten Ausgangskanal 9.2 zu dem Verdampfer 3 geleitet wird.
  • In nicht näher dargestellter Weise ist zusätzlich in dem zweiten Ausgangskanal 9.3 des Luftverteilers 9 eine weiterer Wärmetauscher, beispielsweise ein Kühlkörper mit Kühlrippen, angeordnet, so dass eine zusätzliche Abkühlung der Batterie 2 erzielt wird. Somit ist es möglich, in Abhängigkeit der Umgebungs-Temperatur TUmg und/oder der Batterie-Temperatur TBatt den Luftverteiler 9 derart zu steuern, dass der gesamte Luftstrom L über den zweiten Ausgangskanal 9.3 geleitet wird und die Batterie 2 ohne die Fahrzeugklimaanlage 4 gekühlt wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Vorrichtung
    2
    Batterie
    2.1
    Batteriegehäuse
    3
    Verdampfer
    4
    Fahrzeugklimaanlage
    5
    Klimakompressor
    6
    Kondensator
    6.1
    Abluft-Lüfterelement
    7
    Expansionsventil
    8
    Lüfterelement
    9
    Luftverteiler
    9.1
    Eingangskanal
    9.2, 9.3
    Ausgangskanal
    10
    Kondensatabscheider
    11
    Temperatur-Erfassungseinheit
    12
    Steuereinheit
    K1
    Kühlmittelkreislauf
    K2
    Kältemittelkreislauf
    L
    Luftstrom
    L1, L2
    Anteil
    P
    Verbindungspunkt
    TBatt
    Batterie-Temperatur
    TIst
    Ist-Temperatur
    TSoll
    Soll-Temperatur
    TUmg
    Umgebungs-Temperatur
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102004035879 A1 [0004]

Claims (15)

  1. Vorrichtung (1) zum Betrieb eines Fahrzeugs, umfassend eine Batterie (2), welche thermisch mit einem Kühlmittelkreislauf (K1) gekoppelt ist, wobei der Kühlmittelkreislauf (K1) anhand eines Wärmetauschers thermisch mit einem Kältemittelkreislauf (K2) einer Fahrzeugklimaanlage (4) gekoppelt ist und wobei Steuermittel vorgesehen sind, anhand derer eine entlang des Wärmetauschers strömende Kühlmittelmenge steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher ein Verdampfer (3) der Fahrzeugklimaanlage (4) ist und das Kühlmittel Luft ist, wobei der Kühlmittelkreislauf (K1) geschlossen ausgeführt ist.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kühlmittelkreislauf (1) ein Lüfterelement (8) angeordnet ist, mittels welchem ein Luftstrom (L) erzeugbar und die Luft in einem Batteriegehäuse (2.1) umwälzbar ist.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung des Luftstroms (L) nach dem Verdampfer (3) ein Kondensatabscheider (10) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel zumindest einen Luftverteiler (9) und/oder eine Temperatur-Erfassungseinheit (11) zur Erfassung einer Ist-Temperatur (TIst) des Luftstroms (L) umfassen.
  5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftverteiler (9) zumindest einen Eingangskanal (9.1) und zumindest zwei Ausgangskanäle (9.2, 9.3) zur Führung des Luftstroms (L) umfasst, wobei ein erster Ausgangskanal (9.2) mit dem Verdampfer (3) gekoppelt ist und ein zweiter Ausgangskanal 9.3) als Bypass um den Verdampfer (3) verläuft.
  6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Ausgangskanal (9.3) ein zweiter Wärmetauscher angeordnet ist.
  7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur-Erfassungseinheit (11) an einem Verbindungspunkt (P) des ersten Ausgangskanals (9.2) und des zweiten Ausgangskanals (9.3) in Strömungsrichtung des Luftstromes (L) nach dem Verdampfer (3) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel eine Steuereinheit (12) umfassen, in welcher zumindest eine Soll-Temperatur (TSoll) des Luftstroms (L) hinterlegt und welche derart mit dem Luftverteiler (9) gekoppelt ist, dass ein erster Anteil (L1) und ein zweiter Anteil (L2) des Luftstroms (L) einstellbar sind.
  9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug ist.
  10. Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit einer eine Batterie (2), welche thermisch mit einem Kühlmittelkreislauf (K1) gekoppelt ist, wobei der Kühlmittelkreislauf (K1) anhand eines Wärmetauschers thermisch mit einem Kältemittelkreislauf (K2) einer Fahrzeugklimaanlage (4) gekoppelt ist und wobei eine entlang des Wärmetauschers strömende Kühlmittelmenge gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kühlmittelkreislauf (K1) ein Luftstrom (L) geführt wird, wobei der Luftstrom (L) durch ein Batteriegehäuse (2.1) geleitet, in diesem umgewälzt und zumindest teilweise durch den als Verdampfer (3) ausgebildeten Wärmetauscher geleitet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom (L) vor dem Verdampfer (3) auf zumindest zwei Ausgangskanäle (9.2, 9.3) aufgeteilt wird und ein erster Anteil (L1) über einen ersten Ausgangskanal (9.2) dem Verdampfer (3) und ein zweiter Anteil (L2) über einen zweiten Ausgangskanal (9.3) an dem Verdampfer (3) vorbeigeführt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der erste Anteil (L1) des Luftstroms (L) in Strömungsrichtung nach dem Verdampfer (3) getrocknet wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anteil (L1) und der zweite Anteil (L2) des Luftstroms (L) in Strömungsrichtung nach dem Verdampfer (3) zusammengeführt werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Zusammenführung der Anteile (L1, L2) des Luftstroms (L) eine Ist-Temperatur (TIst) gemessen und mit einer Soll-Temperatur (TSoll) verglichen wird, wobei in Abhängigkeit des Vergleichs der Ist-Temperatur (TIst) und Soll-Temperatur (TSoll) die Größe des ersten Anteils (L1) und die Größe des zweiten Anteils (L2) des Luftstroms (L) ermittelt und eingestellt werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Anteil (L2) des Luftstroms (L) in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur (TUmg) und/oder Batterietemperatur (TBatt) mittels eines zweiten Wärmetauschers gekühlt wird.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010051013A1 (de) 2010-11-10 2012-05-10 Daimler Ag Vorrichtung zur Kühlung von Speicherzellen
CN102806839A (zh) * 2011-05-30 2012-12-05 铃木株式会社 电池温度调节系统和电池充电系统
EP3214692A1 (de) * 2016-03-02 2017-09-06 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Thermisches managementsystem für ein batteriepack
WO2023116421A1 (zh) * 2021-12-21 2023-06-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池除湿系统、电池及用电装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004035879A1 (de) 2004-07-23 2006-02-16 Daimlerchrysler Ag Kühlsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und Verfahren zum Kühlen einer Wärmequelle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004035879A1 (de) 2004-07-23 2006-02-16 Daimlerchrysler Ag Kühlsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und Verfahren zum Kühlen einer Wärmequelle

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010051013A1 (de) 2010-11-10 2012-05-10 Daimler Ag Vorrichtung zur Kühlung von Speicherzellen
CN102806839A (zh) * 2011-05-30 2012-12-05 铃木株式会社 电池温度调节系统和电池充电系统
DE102012208980B4 (de) * 2011-05-30 2014-08-07 Suzuki Motor Corp. Batterietemperatur-Anpassungssystem und Batterieladesystem
CN102806839B (zh) * 2011-05-30 2015-09-16 铃木株式会社 电池温度调节系统和电池充电系统
US9252621B2 (en) 2011-05-30 2016-02-02 Suzuki Motor Corporation Battery temperature adjusting system and battery charging system
EP3214692A1 (de) * 2016-03-02 2017-09-06 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Thermisches managementsystem für ein batteriepack
US10263304B2 (en) 2016-03-02 2019-04-16 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Thermal management system of battery pack
WO2023116421A1 (zh) * 2021-12-21 2023-06-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池除湿系统、电池及用电装置

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