DE102013015787A1 - Temperature control device for a battery - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Temperiervorrichtung für eine Batterie (1) eines Fahrzeugs mit einer Anzahl von Einzelzellen (1.1), umfassend mindestens ein Wärmeleitrohr (2). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das mindestens eine Wärmeleitrohr (2) mit einem ersten Wärmeleitmedium befüllt und an beiden Enden verschlossen ist, wobei das mindestens eine Wärmeleitrohr (2) zwischen zwei Einzelzellen (1.1) angeordnet ist, und wobei an zumindest einer Außenseite des mindestens einen Wärmeleitrohrs (2) ein Kanal zum Durchströmen eines zweiten Wärmeleitmediums angeordnet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Temperieren einer Batterie (1) eines Fahrzeugs mit einer Anzahl von Einzelzellen (1.1).The invention relates to a temperature control device for a battery (1) of a vehicle having a number of individual cells (1.1), comprising at least one heat pipe (2). According to the invention, the at least one heat pipe (2) is filled with a first heat-conducting medium and sealed at both ends, the at least one heat pipe (2) being arranged between two individual cells (1.1), and at least one outside of the at least one Wärmeleitrohrs (2) a channel for flowing through a second Wärmeleitmediums is arranged. Furthermore, the invention relates to a method for controlling the temperature of a battery (1) of a vehicle having a number of individual cells (1.1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Temperiervorrichtung für eine Batterie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Temperieren einer Batterie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The invention relates to a temperature control device for a battery according to the preamble of
Fahrzeuge bzw. Hybridfahrzeuge verwenden neben einem Verbrennungsmotor oder einer Brennstoffzelle eine Batterie als Energiequelle. Bei diesen Fahrzeugen sind Metallhydridbatterien oder Lithium-Ionen-Batterien verbaut. Um eine optimale Betriebstemperatur dieser Batterien sicherzustellen, weisen diese entsprechende Temperiervorrichtungen auf. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Temperiervorrichtungen bekannt.Vehicles or hybrid vehicles use a battery as an energy source in addition to an internal combustion engine or a fuel cell. These vehicles have metal hydride batteries or lithium-ion batteries installed. In order to ensure an optimum operating temperature of these batteries, they have corresponding temperature control devices. Various temperature control devices are known from the prior art.
Beispielsweise offenbart die
Weiterhin ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Temperiervorrichtung für eine Batterie sowie ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Temperieren einer Batterie anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved temperature control device for a battery and a comparison with the prior art improved method for controlling the temperature of a battery.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 7 angegebenen Merkmale gelöst.With regard to the device, the object is achieved by the
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Eine Temperiervorrichtung für eine Batterie eines Fahrzeugs mit einer Anzahl von Einzelzellen umfasst mindestens ein Wärmeleitrohr. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das mindestens eine Wärmeleitrohr mit einem ersten Wärmeleitmedium befüllt und an beiden Enden verschlossen ist, wobei das mindestens eine Wärmeleitrohr zwischen zwei Einzelzellen angeordnet ist, und wobei an zumindest einer Seite des mindestens einem Wärmeleitrohrs ein Kanal zum Durchströmen eines zweiten Wärmeleitmediums angeordnet ist.A temperature control device for a battery of a vehicle with a number of individual cells comprises at least one heat pipe. According to the invention, the at least one heat pipe is filled with a first heat-conducting medium and closed at both ends, wherein the at least one heat pipe is arranged between two individual cells, and arranged on at least one side of the at least one heat pipe, a channel for flowing through a second heat transfer medium is.
Die Temperiervorrichtung ermöglicht eine Temperierung der Batterie eines Fahrzeugs, insbesondere eine Kühlung der Batterie auf einen optimalen Betriebstemperaturbereich über einen eigenen Batterietemperierkreislauf, welcher mit einem Fahrzeugklimakreislauf thermisch gekoppelt ist. Das erste Wärmeleitmedium zirkuliert dabei über Druckunterschiede, welche durch Verdampfen und Kondensieren des ersten Wärmeleitmediums entstehen, so dass zusätzliche Komponenten, wie z. B. Pumpen, nicht notwendig sind. Die Abwärme wird dabei über das zweite Wärmeleitmedium abgeleitet, welches Teil des Fahrzeugklimakreislaufes ist. Durch diesen Aufbau ist die Temperiervorrichtung besonders kosten- und energieeffizient und lässt sich leicht in die Umgebung der Batterie integrieren. Darüber hinaus ist durch den optimal hergestellten Betriebstemperaturbereich der Batterie deren Lebensdauer erhöht.The tempering device allows a temperature of the battery of a vehicle, in particular a cooling of the battery to an optimum operating temperature range via its own Batterietemperierkreislauf, which is thermally coupled to a vehicle air conditioning circuit. The first heat-conducting medium circulates through pressure differences, which are caused by evaporation and condensation of the first heat transfer medium, so that additional components such. As pumps, are not necessary. The waste heat is dissipated via the second heat transfer medium, which is part of the vehicle climate cycle. With this structure, the temperature control is particularly cost and energy efficient and can be easily integrated into the environment of the battery. In addition, the battery life is increased by the optimally manufactured operating temperature range of the battery.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:Showing:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Die
Bei der Batterie
Die im vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellte Batterie
Die Einzelzellen
Um eine bei einem Betrieb der Einzelzellen
Die Wärmeleitrohre
Die Wärmeleitrohre
In die Wärmeleitrohre
Zur Vergrößerung einer Wärmeübergangsfläche sowie zum Rücktransport von Kondensat, worauf im Folgenden noch näher eingegangen wird, sind die Wärmeleitrohre
Wie bereits oben beschrieben, sind die Wärmeleitrohre
Damit weisen die Wärmeleitrohre
Das erste Wärmeleitmedium verdampft dabei aufgrund der durch die Einzelzellen
Das Verdampfen des ersten Wärmeleitmediums an der Verdampferseite
An der Kondensatorseite
Die Kapillarstruktur bewirkt damit eine von einer Lage der Batterie
Alternativ ist es auch möglich, die Wärmeleitrohre
Die Temperiervorrichtung ermöglicht somit eine Kühlung der Batterie
Des Weiteren ist die Temperiervorrichtung auch für andere zu kühlende Elemente, z. B. Fahrzeugmotor, Prozessor, etc., einsetzbar.Furthermore, the temperature control is also for other elements to be cooled, z. As vehicle engine, processor, etc., can be used.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Batteriebattery
- 1.11.1
- EinzelzellenSingle cells
- 22
- Wärmeleitrohrheat pipe
- 2.12.1
- Verdampferseiteevaporator side
- 2.22.2
- Kondensatorseitecondenser side
- 33
- Zwischenraumgap
- xx
- Querausrichtungtransverse orientation
- yy
- Längsausrichtunglongitudinal alignment
- zz
- Hochausrichtunghigh alignment
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 2009/0208829 A1 [0003] US 2009/0208829 A1 [0003]
- US 7297438 B2 [0004] US 7297438 B2 [0004]
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