DE102010056204A1 - Temperature control element for a battery - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung einer Batterie (2), umfassend ein insbesondere plattenförmiges Temperierelement (1). Erfindungsgemäß sind in dem Temperierelement (1) zumindest ein erster separater Temperierkanal (3) und ein zweiter separater Temperierkanal (4) angeordnet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Kühlung einer Batterie (2), eine Batterie (2) mit einer Vorrichtung zur Kühlung und ein Fahrzeug (6) mit einer Batterie (2).The invention relates to a device for cooling a battery (2), comprising an in particular plate-shaped temperature control element (1). According to the invention, at least a first separate temperature control channel (3) and a second separate temperature control channel (4) are arranged in the temperature control element (1). The invention further relates to a method for producing a device for cooling a battery (2), a battery (2) with a device for cooling and a vehicle (6) with a battery (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung einer Batterie nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Kühlung einer Batterie nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 13, eine Batterie nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 14 und ein Fahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 16.The invention relates to a device for cooling a battery according to the features of the preamble of claim 1, a method for producing a device for cooling a battery according to the features of the preamble of claim 13, a battery according to the features of the preamble of claim 14 and a vehicle according to the features of the preamble of claim 16.

Hochvolt-Batterien für Fahrzeuganwendungen bestehen aus vielen in Reihe und/oder parallel geschalteten Einzelzellen. Die Einzelzellen, z. B. Lithium-Ionen-Zellen, müssen im Normalbetrieb bei Umgebungstemperaturen z. B. oberhalb des Gefrierpunktes gekühlt werden, um die entstehende Verlustwärme abzuführen. Bekannt ist die indirekte Kühlung durch Kühlflüssigkeit oder die direkte Kühlung mittels vorgekühlter Luft, die zwischen die Einzelzellen geleitet wird. Bei Flüssigkeitskühlung, die aus Bauraumgründen vorzugsweise angewendet wird, ist am Zellblock eine von Kühlflüssigkeit durchströmte Kühlplatte angeordnet. Von der Einzelzelle zur Kühlplatte wird die Verlustwärme entweder über separate Kühlstäbe oder Kühlbleche oder über die entsprechend aufgedickten Zellgehäusewände geleitet.High-voltage batteries for vehicle applications consist of many single and / or parallel single cells. The single cells, z. As lithium-ion cells, in normal operation at ambient temperatures z. B. be cooled above the freezing point to dissipate the resulting heat loss. The indirect cooling by cooling liquid or the direct cooling by means of pre-cooled air, which is passed between the individual cells, is known. In the case of liquid cooling, which is preferably used for reasons of space, a cooling plate through which cooling liquid flows is arranged on the cell block. From the individual cell to the cooling plate, the heat loss is conducted either via separate cooling rods or cooling plates or over the correspondingly thickened cell housing walls.

Bei niedrigen Umgebungstemperaturen, z. B. unterhalb des Gefrierpunktes, ist es sinnvoll, die Batterie zu heizen, wenn sie z. B. nach einer längeren Abstellphase des Fahrzeugs noch kalt ist, da eine zu kalte Batterie eine geringere Kapazität bzw. Leistungsabgabe aufweist. Das kann bei Hybridfahrzeugen z. B. mit dem Kühlwasserkreislauf oder Ölkreislauf des Verbrennungsmotors vorgenommen werden. Bislang wird dazu ein Wärmetauscher vor der Batterie angeordnet, in dem das die Batterie durchströmende Kühlmittel vorgewärmt wird.At low ambient temperatures, eg. B. below freezing, it makes sense to heat the battery when z. B. after a long shutdown of the vehicle is still cold, since a too cold battery has a lower capacity or power output. This can be in hybrid vehicles z. B. be made with the cooling water circuit or oil circuit of the engine. So far, a heat exchanger is placed in front of the battery, in which the battery flowing through the coolant is preheated.

Unterschreiten die Umgebungstemperaturen bestimmte Werte, dann funktioniert die Fahrzeugklimaanlage nicht mehr, da das Kältemittel nicht mehr verdampft. Eine Kühlung der durch Betrieb erwärmten Batterie ist dann nicht möglich. Dies führt ab einer bestimmten Temperatur zu deren Abschaltung. In der älteren Anmeldung DE 10 2007 011 024 A1 der Anmelderin wurde zur Lösung des Problems vorgeschlagen, das Kältemittel der Fahrzeugklimaanlage durch einen Wärmetauscher, der vom Kühlwasserkreislauf oder Ölkreislauf des Verbrennungsmotors beheizt wird, oder eine Heizpatrone vorzuwärmen.If the ambient temperatures fall below certain values, the vehicle air conditioning system will no longer function as the refrigerant no longer evaporates. A cooling of the heated by operation of the battery is then not possible. This leads to a shutdown at a certain temperature. In the older application DE 10 2007 011 024 A1 The Applicant has been proposed to solve the problem of preheating the refrigerant of the vehicle air conditioner by a heat exchanger, which is heated by the cooling water circuit or oil circuit of the internal combustion engine, or a heating cartridge.

Aus der DE 10 2008 040 916 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zum Aufwärmen einer Batterie diese durch Stromentnahme und/oder Stromzufuhr gezielt belastet wird, um eine Eigenerwärmung der Batterie über deren Innenwiderstand zu erreichen. Dies wird insbesondere solange durchgeführt, bis eine vorgegebene Mindesttemperatur der Batterie erreicht ist.From the DE 10 2008 040 916 A1 For example, a method is known in which, for warming up a battery, it is specifically loaded by current drain and / or current supply in order to achieve self-heating of the battery via its internal resistance. This is carried out in particular until a predetermined minimum temperature of the battery has been reached.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Kühlung einer Batterie, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Kühlung einer Batterie, eine verbesserte Batterie und ein verbessertes Fahrzeug anzugeben.The invention has for its object to provide an improved device for cooling a battery, an improved method for producing a device for cooling a battery, an improved battery and an improved vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Kühlung einer Batterie mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Kühlung einer Batterie mit den Merkmalen des Anspruchs 13, eine Batterie mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.The object is achieved by a device for cooling a battery having the features of claim 1, a method for producing a device for cooling a battery having the features of claim 13, a battery having the features of claim 14 and a vehicle having the features of Claim 16 solved.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Preferred embodiments and further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Eine Vorrichtung zur Kühlung einer Batterie umfasst ein insbesondere plattenförmiges Temperierelement.A device for cooling a battery comprises a particular plate-shaped tempering.

Erfindungsgemäß sind in dem Temperierelement zumindest ein erster separater Temperierkanal und ein zweiter separater Temperierkanal angeordnet.According to the invention, at least a first separate temperature control channel and a second separate temperature control channel are arranged in the temperature control element.

Die Batterie ist vorzugsweise eine Fahrzeugbatterie, wobei die Temperierkanäle mit separaten Temperierkreisläufen des Fahrzeugs gekoppelt sind, beispielsweise der erste Temperierkanal mit einem Temperierkreislauf einer Klimaanlage und der zweite Temperierkanal mit einem Temperierkreislauf eines Motors des Fahrzeugs. Mittels zumindest eines Steuerelementes ist eine Durchströmung der Temperierkanäle unabhängig voneinander steuerbar und/oder regelbar.The battery is preferably a vehicle battery, wherein the temperature control channels are coupled to separate temperature control circuits of the vehicle, for example, the first temperature control with a tempering of an air conditioner and the second temperature control with a temperature control of an engine of the vehicle. By means of at least one control element, a flow through the temperature control channels can be independently controlled and / or regulated.

Auf diese Weise ist die Batterie in einem Normalbetrieb von dem Temperierkreislauf der Klimaanlage über den ersten Temperierkanal kühlbar und bei niedrigen Umgebungstemperaturen und/oder bei einer niedrigen Betriebstemperatur der Batterie mittels des Temperierkreislaufs des Motors über den zweiten Temperierkanal auf eine optimale Betriebstemperatur vorwärmbar.In this way, in normal operation, the battery can be cooled by the conditioning circuit of the air conditioning system via the first temperature control channel and can be preheated to an optimum operating temperature at low ambient temperatures and / or at a low operating temperature of the battery by means of the temperature control circuit of the motor via the second temperature control channel.

Da das Temperierelement gut Wärme leitend ist und die Temperierkanäle in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind, wirkt das Temperierelement des Weiteren als Wärmetauscher zwischen den beiden Temperierkreisläufen. Auf diese Weise ist beispielsweise auch ein Temperiermittel des Temperierkreislaufs der Klimaanlage mittels des Temperiermittels des Temperierkreislaufs des Motors vorwärmbar.Since the tempering is good heat conducting and the tempering are arranged in close proximity to each other, the tempering further acts as a heat exchanger between the two temperature control circuits. In this way, for example, a temperature control of the temperature control of the air conditioning by means of the temperature control of the temperature control of the engine can be preheated.

Verbessert wird diese Methode zur Vorwärmung des Temperiermittel des Temperierkreislaufs der Klimaanlage, wenn die Vorrichtung ferner eine Steuerung aufweist, mittels der die Batterie durch Stromentnahme und/oder Stromzufuhr gezielt belastet wird, um eine Eigenerwärmung der Batterie über deren Innenwiderstand zu erreichen, wobei dies solange durchgeführt werden kann, bis eine vorgegebene Mindesttemperatur der Batterie erreicht ist. This method is improved for preheating the temperature control of the temperature control circuit of the air conditioner, when the device further comprises a control by means of the battery is specifically loaded by current drain and / or power supply to achieve a self-heating of the battery via the internal resistance, this being done so long can be until a predetermined minimum temperature of the battery is reached.

Dadurch sind die Klimaanlage und daraus resultierend auch eine Kühlung der Batterie mittels der Klimaanlage auch bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen funktionsfähig. Ohne diese Vorwärmung ist die Klimaanlage bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen nicht mehr funktionsfähig, da das Temperiermittel der Klimaanlage dann nicht mehr verdampft. Dadurch wäre bei diesen niedrigen Umgebungstemperaturen auch die Kühlung der Batterie mittels der Klimaanlage nicht mehr möglich.As a result, the air conditioning and the resulting cooling of the battery by means of the air conditioner are functional even at very low ambient temperatures. Without this preheating the air conditioning is no longer functional at very low ambient temperatures, since the temperature control of the air conditioning then no longer evaporates. As a result, the cooling of the battery by means of the air conditioner would no longer be possible at these low ambient temperatures.

Durch die erfindungsgemäße Lösung und deren Ausführungsformen ist die Batterie jederzeit bei einer optimalen Betriebstemperatur betreibbar. Zusätzliche Bauteile, beispielsweise ein zusätzliches Heizgerät oder ein zusätzlicher Wärmetauscher, sind nicht erforderlich, wodurch ein Fertigungs-, Kosten- und Bauteilaufwand und ein im Fahrzeug benötigter Bauraum erheblich reduziert sind.By means of the solution according to the invention and its embodiments, the battery can be operated at any time at an optimum operating temperature. Additional components, such as an additional heater or an additional heat exchanger, are not required, whereby a manufacturing, cost and component costs and a space required in the vehicle space are significantly reduced.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to drawings.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine perspektivische Darstellung zweier separater Temperierkanäle, 1 a perspective view of two separate Temperierkanäle,

2 eine perspektivische Darstellung eines Temperierelementes, 2 a perspective view of a tempering,

3 eine schematische Darstellung eines Temperierelementes in Draufsicht, 3 a schematic representation of a tempering in plan view,

4 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Batterie, 4 a schematic cross-sectional view of a battery,

5 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, und 5 a schematic representation of a vehicle, and

6 eine weitere schematische Darstellung eines Temperierelementes in Draufsicht. 6 a further schematic representation of a tempering in plan view.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

In einem Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung mit einem Temperierelement 1 zur Kühlung einer Batterie 2 werden, wie in 1 dargestellt, zumindest ein erster separater Temperierkanal 3 und ein zweiter separater Temperierkanal 4 als Rohre, vorzugsweise als Metallrohre ausgeformt, d. h. derart gebogen, dass die Temperierkanäle 3, 4 eine Fläche des Temperierelementes 1 möglichst vollständig bedecken. Im hier dargestellten Beispiel sind die Temperierkanäle 3, 4 dazu mäanderförmig ausgeformt, in weiteren Ausführungsformen können die Temperierkanäle 3, 4 auch beispielsweise zickzackförmig ausgeformt sein.In a method for producing a device with a tempering 1 for cooling a battery 2 be like in 1 represented, at least a first separate tempering 3 and a second separate tempering channel 4 formed as tubes, preferably as metal tubes, ie bent so that the temperature control 3 . 4 a surface of the tempering 1 Cover as completely as possible. In the example shown here, the temperature control channels 3 . 4 meandering shaped, in other embodiments, the tempering 3 . 4 also be shaped zigzag, for example.

Die Temperierkanäle 3, 4 werden anschließend in unmittelbarer Nähe zueinander positioniert und mittels eines Gussverfahrens, vorzugsweise mittels eines Druckgussverfahrens, eines Sandgussverfahrens oder eines Kokillengussverfahrens mit einem Gussmaterial, welches vorzugsweise Metall, insbesondere Aluminium ist, umgossen, so dass das in den 2 und 3 dargestellte Temperierelement 1 ausgebildet wird. In weiteren Ausführungsformen können die Temperierkanäle 3, 4 und/oder das Temperierelement 1 auch beispielsweise aus Kunststoff ausgebildet werden.The temperature control channels 3 . 4 are then positioned in close proximity to each other and by means of a casting process, preferably by means of a diecasting process, a sand casting process or a Kokillengussverfahrens with a cast material, which is preferably metal, especially aluminum, cast around, so that in the 2 and 3 shown tempering 1 is trained. In further embodiments, the temperature control channels 3 . 4 and / or the tempering 1 also be formed for example of plastic.

Wie in den 2 und 3 dargestellt, sind die Temperierkanäle 3, 4 als Rohre aus Metall oder Kunststoff im Temperierelement 1 aus Metall, beispielsweise aus Aluminium, oder aus Kunststoff in unmittelbarer Nähe zueinander und vorzugsweise parallel zueinander verlaufend angeordnet und in diesem Ausführungsbeispiel mäanderförmig verlegt, so dass sie die gesamte Fläche des Temperierelementes 1 abdecken. In weiteren Ausführungsformen können die Temperierkanäle 3, 4 beispielsweise auch zickzackförmig verlaufen. In der hier dargestellten Ausführungsform ist das Temperierelement 1 plattenförmig ausgeformt. In weiteren, nicht näher dargstellten Ausführungsformen ist das Temperierelement 1 auch in anderen Ausformungen herstellbar, beispielsweise als quaderförmiger Temperierkörper mit Aussparungen, in welchen die Einzelzellen 5 angeordnet sind.As in the 2 and 3 shown, are the tempering channels 3 . 4 as pipes made of metal or plastic in the tempering element 1 made of metal, for example of aluminum, or plastic in the immediate vicinity of each other and preferably arranged parallel to each other and in this embodiment laid meandering, so that they cover the entire surface of the tempering 1 cover. In further embodiments, the temperature control channels 3 . 4 for example, also run zigzag. In the embodiment shown here is the tempering 1 plate-shaped. In further, unspecified dargstellten embodiments is the tempering 1 can also be produced in other embodiments, for example as cuboid tempering body with recesses in which the individual cells 5 are arranged.

4 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung der Batterie 2. Die Batterie 2 umfasst eine Mehrzahl von Einzelzellen 5, welche mit dem Temperierelement 1 thermisch gekoppelt sind und von diesem temperierbar, d. h. je nach Bedarf kühlbar oder erwärmbar sind. In der Schnittdarstellung besonders deutlich erkennbar ist, dass die beiden separaten Temperierkanäle 3, 4 in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind. 4 shows a schematic cross-sectional view of the battery 2 , The battery 2 includes a plurality of single cells 5 , which with the tempering 1 are thermally coupled and tempered by this, that are cooled or heated as needed. The sectional view particularly clearly shows that the two separate tempering channels 3 . 4 are arranged in close proximity to each other.

Die Batterie 2 ist vorzugsweise eine Lithium-Ionen-Batterie für ein Fahrzeug 6, insbesondere eine Batterie 2 für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb oder ein Brennstoffzellen-Fahrzeug.The battery 2 is preferably a lithium-ion battery for a vehicle 6 , in particular a battery 2 for a hybrid vehicle or a fuel cell vehicle.

Ein derartiges Fahrzeug 6 ist in 5 schematisch dargestellt. Die Temperierkanäle 3, 4 sind mit separaten Temperierkreisläufen 7, 8 des Fahrzeugs 6 gekoppelt, beispielsweise der erste Temperierkanal 3 mit einem Temperierkreislauf 7 einer Klimaanlage 9 und der zweite Temperierkanal 4 mit einem Temperierkreislauf 8 eines Motors 10 des Fahrzeugs 6. Dadurch sind der erste Temperierkanal 3 mit einem Temperiermittel 11 des Temperierkreislaufs 7 der Klimaanlage 9 und der zweite Temperierkanal 4 mit einem Temperiermittel 12 des Temperierkreislaufs 8 des Motors 10 durchströmbar. Mittels zumindest eines Steuerelementes 13 ist eine Durchströmung der Temperierkanäle 3, 4 unabhängig voneinander steuerbar und/oder regelbar.Such a vehicle 6 is in 5 shown schematically. The temperature control channels 3 . 4 are with separate temperature control circuits 7 . 8th of the vehicle 6 coupled, for example, the first tempering 3 with a temperature control circuit 7 an air conditioner 9 and the second tempering channel 4 with a temperature control circuit 8th an engine 10 of the vehicle 6 , As a result, the first tempering channel 3 with a temperature control agent 11 of the temperature control circuit 7 the air conditioning 9 and the second tempering channel 4 with a temperature control agent 12 of the temperature control circuit 8th of the motor 10 flow through. By means of at least one control element 13 is a flow through the temperature control channels 3 . 4 independently controllable and / or controllable.

Bei der in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform sind Zugänge und Abgänge der Temperierkanäle 3, 4 an einer Seite des Temperierelementes 1 angeordnet. Dadurch ist der Aufbau des Temperierelementes 1 und eine Montage im Fahrzeug 6, insbesondere eine Einbindung in die Temperierkreisläufe 7, 8 des Fahrzeugs 6 vereinfacht. Die Zugänge und Abgänge können, wie in der in 6 dargestellten Ausführungsform, auch an gegenüberliegenden Seiten des Temperierelementes 1 angeordnet sein. Auf diese Weise ist eine besonders homogene Wärmeübertragung und Wärmeverteilung erreicht.In the in the 1 to 3 illustrated embodiment are entrances and outlets of Temperierkanäle 3 . 4 on one side of the tempering element 1 arranged. This is the structure of the tempering 1 and an assembly in the vehicle 6 , in particular an integration in the temperature control circuits 7 . 8th of the vehicle 6 simplified. The entrances and exits can, as in the in 6 illustrated embodiment, also on opposite sides of the tempering 1 be arranged. In this way, a particularly homogeneous heat transfer and heat distribution is achieved.

In einer weiteren, nicht näher dargestellten Ausführungsform ist beispielsweise an einer Seite des Temperierelementes 1 ein Zugang eines der Temperierkanäle 3, 4 und ein Abgang des anderen Temperierkanals 3, 4 und auf der gegenüberliegenden Seite des Temperierelementes 1 der Abgang des einen Temperierkanals 3, 4 und der Zugang des anderen Temperierkanals 3, 4 angeordnet.In another embodiment, not shown, for example, on one side of the tempering 1 an access of one of the temperature control channels 3 . 4 and a departure of the other tempering channel 3 . 4 and on the opposite side of the tempering 1 the departure of a tempering channel 3 . 4 and the access of the other tempering channel 3 . 4 arranged.

Bei allen Ausführungsformen sind, je nach Einbindung der Temperierkanäle 3, 4 in die Temperierkreisläufe 7, 8, die Temperierkanäle 3, 4 von den Temperiermitteln 11, 12 in die eine Richtung, in den 1 bis 3 und 6 dargestellt mittels durchgezogener Pfeile, oder in die andere Richtung, in den 1 bis 3 und 6 dargestellt mittels gestrichelter Pfeile, durchströmbar. Auf diese Weise sind die Temperierkanäle 3, 4 in allen dargestellten Ausführungsformen sowohl im Gleichstromprinzip als auch im Gegenstromprinzip von den Temperiermitteln 11, 12 durchströmbar. Um über die gesamte Fläche des Temperierelementes 1 eine homogene Wärmeübertragung und Wärmeverteilung zu erreichen, ist eine Durchströmung im Gegenstromprinzip besonders vorteilhaft.In all embodiments, depending on the integration of the temperature control channels 3 . 4 in the temperature control circuits 7 . 8th , the tempering channels 3 . 4 from the temperature control agents 11 . 12 in the one direction, in the 1 to 3 and 6 represented by solid arrows, or in the other direction, in the 1 to 3 and 6 represented by dashed arrows, flowed through. In this way, the temperature control channels 3 . 4 in all illustrated embodiments, both in the DC principle and in the countercurrent principle of the temperature control 11 . 12 flow through. To over the entire surface of the tempering 1 To achieve a homogeneous heat transfer and heat distribution, a flow in countercurrent principle is particularly advantageous.

In den hier dargestellten Ausführungsbeispielen ist ein Querschnitt der Temperierkanäle 3, 4 über deren gesamte Länge konstant. Um eine homogene Wärmeübertragung und Wärmeverteilung über die gesamte Fläche des Temperierelementes 1 zu erreichen, können die Temperierkanäle 3, 4 in weiteren, nicht näher dargestellten Ausführungsformen beispielsweise auch einen über ihre Länge veränderten Querschnitt aufweisen, welcher beispielsweise in Flussrichtung des jeweiligen Temperiermittels 11, 12 abnehmend oder zunehmend ist.In the embodiments shown here is a cross section of the temperature control channels 3 . 4 constant over its entire length. For a homogeneous heat transfer and heat distribution over the entire surface of the tempering 1 to reach the tempering channels 3 . 4 in further, not shown embodiments, for example, have a modified over its length cross-section, which, for example, in the flow direction of the respective temperature control 11 . 12 decreasing or increasing.

Mittels des Temperierelementes 1 ist die Batterie 2 in einem Normalbetrieb von dem Temperierkreislauf 7 der Klimaanlage 9 über den ersten Temperierkanal 3 kühlbar und bei niedrigen Umgebungstemperaturen und/oder bei einer niedrigen Betriebstemperatur der Batterie 2 mittels des Temperierkreislaufs 8 des Motors 10 über den zweiten Temperierkanal 4 auf eine optimale Betriebstemperatur vorwärmbar.By means of the tempering element 1 is the battery 2 in a normal operation of the temperature control 7 the air conditioning 9 over the first tempering channel 3 Coolable and at low ambient temperatures and / or at a low operating temperature of the battery 2 by means of the temperature control circuit 8th of the motor 10 over the second tempering channel 4 preheatable to an optimum operating temperature.

Da das Temperierelement 1 gut Wärme leitend ist und die Temperierkanäle 3, 4 in unmittelbarer Nähe zueinander und vorzugsweise parallel zueinander verlaufend angeordnet sind, wirkt das Temperierelement 1 des Weiteren als Wärmetauscher zwischen den beiden Temperierkreisläufen 7, 8. Auf diese Weise ist beispielsweise auch das Temperiermittel 11 des Temperierkreislaufs 7 der Klimaanlage 9 mittels des Temperiermittels 12 des Temperierkreislaufs 8 des Motors 10 vorwärmbar.As the tempering 1 good heat is conducting and the tempering channels 3 . 4 are arranged in the immediate vicinity of each other and preferably parallel to each other, the tempering acts 1 Furthermore, as a heat exchanger between the two temperature control circuits 7 . 8th , In this way, for example, the temperature control 11 of the temperature control circuit 7 the air conditioning 9 by means of the temperature control 12 of the temperature control circuit 8th of the motor 10 be preheated.

Um eine optimale Wärmeübertragung zwischen den Temperiermitteln 11, 12 zu ermöglichen, sind die Temperierkanäle 3, 4, wie in 6 dargestellt, vorzugsweise im Gegenstromprinzip von den Temperiermitteln 11, 12 durchströmt. Durch diese Wärmetauscherfunktion ist die Klimaanlage 9 auch bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen funktionsfähig, wodurch die Batterie 2 auch bei derartigen niedrigen Umgebungstemperaturen mittels der Klimaanlage 9 optimal kühlbar ist.For optimum heat transfer between the temperature control agents 11 . 12 to allow, are the tempering channels 3 . 4 , as in 6 represented, preferably in countercurrent principle of the temperature control 11 . 12 flows through. This heat exchanger function is the air conditioning 9 Works even at very low ambient temperatures, reducing the battery 2 even at such low ambient temperatures by means of the air conditioning 9 is optimally coolable.

Ohne diese Vorwärmung ist die Klimaanlage 9 bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen nicht mehr funktionsfähig, da das Temperiermittel 11 des Temperierkreislaufs 7 der Klimaanlage 9 dann nicht mehr verdampft. Dadurch wäre bei diesen niedrigen Umgebungstemperaturen auch eine Kühlung der Batterie 2 mittels der Klimaanlage 9 nicht mehr möglich.Without this preheating is the air conditioning 9 at very low ambient temperatures no longer functional, since the temperature control 11 of the temperature control circuit 7 the air conditioning 9 then no longer evaporated. This would also be a cooling of the battery at these low ambient temperatures 2 by means of the air conditioning 9 not possible anymore.

Verbessert wird dieses Verfahren zur Vorwärmung des Temperiermittel des Temperierkreislaufs der Klimaanlage, wenn die Vorrichtung ferner eine nicht näher dargestellte Steuerung aufweist, mittels der die Batterie durch Stromentnahme und/oder Stromzufuhr gezielt belastet wird, um eine Eigenerwärmung der Batterie über deren Innenwiderstand zu erreichen, wobei dies solange durchgeführt werden kann, bis eine vorgegebene Mindesttemperatur der Batterie erreicht ist.This method is improved for preheating the temperature control of the temperature control circuit of the air conditioner, when the device further comprises a controller, not shown, by means of the battery is specifically loaded by current drain and / or power supply to achieve a self-heating of the battery via the internal resistance, said this can be done until a predetermined minimum temperature of the battery is reached.

Durch die erfindungsgemäße Lösung und deren Ausführungsformen ist die Batterie 2 jederzeit bei einer optimalen Betriebstemperatur betreibbar. Zusätzliche Bauteile, beispielsweise ein zusätzliches Heizgerät oder ein zusätzlicher Wärmetauscher, sind nicht erforderlich, wodurch ein Fertigungs-, Kosten- und Bauteilaufwand und ein im Fahrzeug 6 benötigter Bauraum erheblich reduziert sind.By the solution according to the invention and its embodiments, the battery 2 Operable at any time at an optimal operating temperature. Additional components, such as an additional heater or an additional heat exchanger, are not required, creating a manufacturing, cost and component costs and in the vehicle 6 required space are significantly reduced.

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Claims (22)

Vorrichtung zur Kühlung einer Batterie (2), umfassend ein insbesondere plattenförmiges Temperierelement (1), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Temperierelement (1) zumindest ein erster separater Temperierkanal (3) und ein zweiter separater Temperierkanal (4) angeordnet sind.Device for cooling a battery ( 2 ), comprising a particular plate-shaped tempering ( 1 ), characterized in that in the tempering ( 1 ) at least a first separate tempering channel ( 3 ) and a second separate tempering channel ( 4 ) are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die separaten Temperierkanäle (3, 4) parallel zueinander verlaufend in dem Temperierelement (1) angeordnet sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that the separate temperature control channels ( 3 . 4 ) parallel to each other in the tempering ( 1 ) are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierkanäle (3, 4) mäanderförmig oder zickzackförmig verlaufen.Apparatus according to claim 1, characterized in that the temperature control channels ( 3 . 4 ) meandering or zigzagging. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Temperierkanäle (3, 4) entlang des Verlaufs konstant ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the cross section of the temperature control channels ( 3 . 4 ) is constant along the course. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Zugänge und Abgänge der Temperierkanäle (3, 4) an einer Seite des Temperierelementes (1) angeordnet sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that accesses and outlets of the temperature control channels ( 3 . 4 ) on one side of the tempering element ( 1 ) are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Zugänge und Abgänge der Temperierkanäle (3, 4) an gegenüberliegenden Seiten des Temperierelementes (1) angeordnet sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that accesses and outlets of the temperature control channels ( 3 . 4 ) on opposite sides of the tempering element ( 1 ) are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seite des Temperierelementes (1) ein Zugang eines der Temperierkanäle (3, 4) und ein Abgang des anderen Temperierkanals (3, 4) und auf der gegenüberliegenden Seite des Temperierelementes (1) der Abgang des einen Temperierkanals (3, 4) und der Zugang des anderen Temperierkanals (3, 4) angeordnet sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that on one side of the tempering ( 1 ) an access of one of the tempering channels ( 3 . 4 ) and a departure of the other tempering channel ( 3 . 4 ) and on the opposite side of the tempering ( 1 ) the departure of a tempering channel ( 3 . 4 ) and the access of the other tempering channel ( 3 . 4 ) are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperierelement (1) aus Metall oder aus Kunststoff ist.Device according to claim 1, characterized in that the tempering element ( 1 ) is made of metal or plastic. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperierelement (1) aus Aluminium istApparatus according to claim 8, characterized in that the tempering ( 1 ) is made of aluminum Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierkanäle (3, 4) als Rohre ausgebildet sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that the temperature control channels ( 3 . 4 ) are formed as tubes. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierkanäle (3, 4) aus Metall oder aus Kunststoff sind.Apparatus according to claim 10, characterized in that the temperature control channels ( 3 . 4 ) are made of metal or plastic. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierkanäle (3, 4) in unmittelbarer Nähe zueinander im Temperierelement (1) angeordnet sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that the temperature control channels ( 3 . 4 ) in close proximity to each other in the tempering ( 1 ) are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner eine Steuerung aufweist, mittels der die Batterie (2) durch Stromentnahme und/oder Stromzufuhr gezielt belastbar ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the device further comprises a control by means of which the battery ( 2 ) is specifically loaded by current drain and / or power supply. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Kühlung einer Batterie (2), wobei die Vorrichtung ein Temperierelement (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster separater Temperierkanal (3) und ein zweiter separater Temperierkanal (4) als Rohre, insbesondere als Metallrohre, ausgeformt werden, in unmittelbarer Nähe zueinander positioniert werden und mittels eines Gussverfahrens, insbesondere mittels eines Druckgussverfahrens, eines Sandgussverfahrens oder eines Kokillengussverfahrens mit einem Gussmaterial, insbesondere mit Aluminium umgossen werden.Method for producing a device for cooling a battery ( 2 ), wherein the device is a tempering ( 1 ), characterized in that at least one first separate tempering channel ( 3 ) and a second separate tempering channel ( 4 ) are formed as tubes, in particular as metal tubes, are positioned in close proximity to each other and cast by a casting method, in particular by means of a die casting method, a sand casting method or a Kokillengussverfahrens with a cast material, in particular with aluminum. Batterie (2) mit einer Vorrichtung zur Kühlung der Batterie (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Einzelzellen (5) mit dem Temperierelement (1) thermisch gekoppelt sind.Battery ( 2 ) with a device for cooling the battery ( 2 ) according to one of claims 1 to 13, characterized in that a plurality of individual cells ( 5 ) with the tempering element ( 1 ) are thermally coupled. Batterie (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (2) eine Lithium-Ionen-Batterie für ein Fahrzeug (6), insbesondere eine Batterie (2) für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb oder ein Brennstoffzellen-Fahrzeug ist.Battery ( 2 ) according to claim 14, characterized in that the battery ( 2 ) a lithium-ion battery for a vehicle ( 6 ), in particular a battery ( 2 ) is for a hybrid vehicle or a fuel cell vehicle. Batterie (2) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (2) dass die Vorrichtung ferner eine Steuerung aufweist, mittels der die Batterie (2) durch Stromentnahme und/oder Stromzufuhr gezielt belastbar ist.Battery ( 2 ) according to claim 14 or 15, characterized in that the battery ( 2 ) that the device further comprises a control by means of which the battery ( 2 ) is specifically loaded by current drain and / or power supply. Fahrzeug (6) mit einer Batterie (2) nach einem der Ansprüche 14 oder 15 mit einer Vorrichtung zur Kühlung der Batterie (2), umfassend ein Temperierelement (1), nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der zumindest zwei separaten Temperierkanäle (3, 4) mit einem anderen separaten Temperierkreislauf (7, 8) des Fahrzeugs (6) gekoppelt ist und jeweils von einem Temperiermittel (11, 12) durchströmbar ist.Vehicle ( 6 ) with a battery ( 2 ) according to one of claims 14 or 15 with a device for cooling the battery ( 2 ), comprising a tempering element ( 1 ), according to one of claims 1 to 13, characterized in that each of the at least two separate tempering channels ( 3 . 4 ) with another separate temperature control circuit ( 7 . 8th ) of the vehicle ( 6 ) and each of a temperature control ( 11 . 12 ) can be flowed through. Fahrzeug (6) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperierkanal (3) mit einem Temperierkreislauf (7) einer Klimaanlage (9) des Fahrzeugs (6) gekoppelt ist.Vehicle ( 6 ) according to claim 18, characterized in that the first tempering channel ( 3 ) with a temperature control circuit ( 7 ) of an air conditioner ( 9 ) of the vehicle ( 6 ) is coupled. Fahrzeug (6) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Temperierkanal (4) mit einem Temperierkreislauf (8) eines Motors (10) des Fahrzeugs (6) gekoppelt ist. Vehicle ( 6 ) according to claim 18, characterized in that the second temperature control channel ( 4 ) with a temperature control circuit ( 8th ) of an engine ( 10 ) of the vehicle ( 6 ) is coupled. Fahrzeug (6) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierkanäle (3, 4) im Gegenstromprinzip durchströmt sind.Vehicle ( 6 ) according to claim 18, characterized in that the temperature control channels ( 3 . 4 ) are flowed through in the counterflow principle. Fahrzeug (6) nach Anspruch 18, umfassend zumindest ein Steuerelement (13) zu einer unabhängigen Steuerung und/oder Regelung einer Durchströmung der Temperierkanäle (3, 4).Vehicle ( 6 ) according to claim 18, comprising at least one control element ( 13 ) to an independent control and / or regulation of a flow through the temperature control channels ( 3 . 4 ).
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