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Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem umfassend einen Kühlmittelkreislauf, eine in dem Kühlmittelkreislauf angeordnete kühlmitteldurchströmte Kühlvorrichtung zur Temperierung einer in einem Volumenraum angeordneten Batterie, insbesondere einer Traktionsbatterie, und eine Regeleinrichtung zur Regelung der Temperatur der Kühlvorrichtung.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Temperierung einer in einem Volumenraum angeordneten, mit einer Kühlvorrichtung thermisch kontaktierten Batterie, insbesondere einer Traktionsbatterie, wobei die Temperatur der Kühlvorrichtung zur Temperierung der Batterie mittels einer Regeleinrichtung geregelt wird.
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Stand der Technik
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Batterien, wie insbesondere in Hybrid-, Plug-In-Hybrid- oder Elektrofahrzeugen eingesetzte Traktionsbatterien, die in der Regel eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verschalteten, nachladbaren Batteriezellen, wie insbesondere Lithium-Ionen-Zellen, umfassen, können üblicherweise nur in einem bestimmten Temperaturbereich optimal genutzt werden, beispielsweise in einem Temperaturbereich zwischen 30° Celsius und 45° Celsius. Ein Betrieb einer Batterie außerhalb des optimalen Temperaturbereichs kann dabei insbesondere zu einer vorzeitigen Alterung der Batterie oder sogar zu einem sogenannten thermischen Durchgehen (engl. „thermal runaway“) von Batteriezellen der Batterie führen. Da beim Betrieb von Batterien, insbesondere von Traktionsbatterien, in Wärme umgewandelte Verlustleistung entsteht, werden die Batterien häufig unter Nutzung einer Kühlvorrichtung temperiert. Eine Vorrichtung zur Kühlung einer Batterie ist beispielsweise in der Druckschrift
DE 10 2008 059 969 A1 offenbart.
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Insbesondere in Folge einer Kühlung von Batterien beziehungsweise von deren Batteriezellen bei Temperaturen, die über dem optimalen Temperaturbereich zum Betrieb der Batterien liegen, kann eine lokale Unterschreitung der Taupunkttemperatur, also der Temperatur, bei der die Bildung von Kondensat gerade einsetzt, erfolgen. Durch ein Unterschreiten der Taupunkttemperatur kann in der Umgebungsluft der Batterie vorhandene Feuchtigkeit kondensieren und sich an der Kühlvorrichtung sowie der gekühlten Batterie niederschlagen. Da die kondensierte Feuchtigkeit mit elektrisch leitenden Bauteilen der Batterie oder zugehöriger Batteriekomponenten in Kontakt kommen kann, besteht die Gefahr, dass die kondensierte Feuchtigkeit zu einer Beschädigung der Batterie führt, insbesondere da Batteriekomponenten korrodieren und/oder elektrische Kontakte der Batterie durch die kondensierte Feuchtigkeit kurzgeschlossen werden können.
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Um dem Problem von kondensierter Feuchtigkeit bei Batterien zu begegnen, wird in der Druckschrift
DE 10 2009 054 922 A1 eine Vorrichtung zur Minderung der Feuchtigkeit der in einem zur Aufnahme von Traktionsbatterien ausgebildeten Batteriegehäuseinnenraum befindlichen Luft offenbart. Die offenbarte Vorrichtung kann einen Sensor zur Feuchtigkeitsüberwachung und steuerbare Ventile zur Zuführung von Trockenluft beziehungsweise zur Abführung von feuchter Gehäuseluft aufweisen.
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Ferner ist aus der Druckschrift
DE 10 2010 028 861 A1 ein Batteriegehäuse für Traktionsbatterien bekannt, wobei in dem Gehäuseinnenraum ein Trocknungsmittel zur Aufnahme von Luftfeuchtigkeit und ein Sensor zur Erfassung der Feuchtigkeit des in dem Gehäuseinnenraum befindlichen Gases angeordnet ist. Ist eine Sättigung des Trocknungsmittels erreicht, so wird ein Sensorsignal erzeugt, welches signalisiert, dass das Trocknungsmittel auszutauschen ist.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bildung von Kondensat im Zusammenhang mit der Temperierung einer Batterie unter Nutzung einer Kühlvorrichtung zumindest zu verringern, insbesondere derart, dass Mittel zur Beseitigung von kondensierter Feuchtigkeit, wie in den Druckschriften
DE 10 2009 054 922 A1 und
DE 10 2010 028 861 A1 beschrieben, entbehrlich sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Kühlsystem umfassend einen Kühlmittelkreislauf, eine in den Kühlmittelkreislauf angeordnete kühlmitteldurchströmte Kühlvorrichtung zur Temperierung einer in einem Volumenraum angeordneten Batterie, insbesondere einer Traktionsbatterie, und eine Regeleinrichtung zur Regelung der Temperatur der Kühlvorrichtung vorgeschlagen, wobei das Kühlsystem Mittel zur Bestimmung der in dem Volumenraum geltenden Taupunkttemperatur aufweist, und wobei die Regeleinrichtung unter Nutzung der Mittel zur Bestimmung der in dem Volumenraum geltenden Taupunkttemperatur ausgebildet ist, die Temperatur der Kühlvorrichtung derart zu regeln, dass die Temperatur der Kühlvorrichtung oberhalb der in dem Volumenraum geltenden Taupunkttemperatur liegt. Der Volumenraum, in dem die Batterie angeordnet ist, kann insbesondere ein von einem Batteriegehäuse gebildeter Volumenraum oder ein Einbauraum für eine Fahrzeugbatterie sein, insbesondere ein in einem Fahrzeug bereitgestellter Einbauraum.
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Wie bei einer Regeleinrichtung zur Regelung der Temperatur einer Kühlvorrichtung zur Temperierung einer Batterie beziehungsweise einer Mehrzahl von Batteriezellen einer Batterie üblich, ist wenigstens ein Sensor zur Erfassung der Temperatur der zu temperierenden Batterie beziehungsweise der Batteriezellen der zu temperierenden Batterie vorgesehen, wobei in Abhängigkeit von der Temperatur der Batterie beziehungsweise der Temperatur der Batteriezellen der Batterie die Kühlleistung der Kühlvorrichtung geregelt wird. Diesbezüglich ist bei dem erfindungsgemäßen Kühlsystem vorgesehen, dass die minimale Temperatur der Kühlvorrichtung so geregelt wird, dass diese nicht unterhalb der für den Volumenraum, in dem die Batterie angeordnet ist, geltenden Taupunkttemperatur liegt. Hierdurch wird vorteilhafterweise eine Kondensatbildung an der Kühlvorrichtung und an der zu temperierenden Batterie verhindert.
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Da eine Erhöhung der Kühlleistung somit nicht durch ein beliebiges Herabsenken der Temperatur der Kühlvorrichtung erzielt werden kann, ist gemäß eine vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, zur Erhöhung der Kühlleistung der Kühlvorrichtung die Kontaktierungsfläche der Kühlvorrichtung mit der zu temperierenden Batterie zu erhöhen, insbesondere derart, dass die zu temperierende Batterie an mehr als einer Seite mit der Kühlvorrichtung thermisch kontaktiert ist.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Temperatur der Kühlvorrichtung durch Zuführung eines Kühlmittels geregelt wird. Als Kühlmittel kann dabei insbesondere ein Wasser-Glykol-Gemisch oder ein Kältemittel, wie R1234yf, eingesetzt werden. Vorteilhafterweise strömt das Kühlmittel des Kühlsystems mäandernd durch die Kühlvorrichtung. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Kühlvorrichtung eine Vielzahl von Kühlmittelleitungskanälen aufweist, durch welche jeweils Kühlmittel strömen kann. Hierdurch ist die Temperierung der Kühlvorrichtung und somit die Temperierung der mittels der Kühlvorrichtung zu temperierenden Batterie vorteilhafterweise weiter verbessert.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Mittel zur Bestimmung der in dem Volumenraum geltenden Taupunkttemperatur eine Einrichtung umfassen, welche ausgebildet ist, den Sättigungsdampfdruck innerhalb des Volumenraumes, in dem die Batterie angeordnet ist, zu bestimmen, und ausgehend von dem bestimmten Sättigungsdampfdruck die in dem Volumenraum geltende Taupunkttemperatur zu ermitteln.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mittel zur Bestimmung der in dem Volumenraum geltenden Taupunkttemperatur wenigstens einen Sensor zur Erfassung der in dem Volumenraum herrschenden Volumenraumtemperatur, wenigstens einen Sensor zur Erfassung der in dem Volumenraum herrschenden relativen Luftfeuchtigkeit und wenigstens eine Auswerteeinrichtung zur Bestimmung der in dem Volumenraum geltenden Taupunkttemperatur durch Auswertung der erfassten Volumenraumtemperatur und der erfassten relativen Luftfeuchtigkeit umfassen. Die Auswerteeinrichtung kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass unter Nutzung der von dem wenigstens einen Temperatursensor erfassten Volumenraumtemperatur der Sättigungsdampfdruck für den Volumenraum ermittelt wird und unter Berücksichtigung der erfassten Sensorwerte bezüglich der relativen Luftfeuchtigkeit in dem Volumenraum und des ermittelten Sättigungsdampfdrucks die Taupunkttemperatur für den Volumenraum zumindest näherungsweise ermittelt wird. Bei dieser Ausgestaltungsvariante wird der Druck innerhalb des Volumenraums vernachlässigt, insbesondere indem der Druck innerhalb des Volumenraums als Konstante festgelegt ist. Insbesondere kann die Auswerteeinrichtung des erfindungsgemäßen Kühlsystems eine Mikrocontrollerschaltung umfassen, welche derart programmiert sein kann, dass zunächst der Sättigungsdampfdruck über die Magnus-Formel näherungsweise berechnet wird und ausgehend von dem Sättigungsdampfdruck die Taupunkttemperatur für den Volumenraum ermittelt wird.
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Vorteilhafterweise umfassen die Mittel zur Bestimmung der in dem Volumenraum geltenden Taupunkttemperatur wenigstens einen Sensor zur Erfassung des in dem Volumenraum herrschenden Luftdrucks, wobei die Auswerteeinrichtung zur Bestimmung der in dem Volumenraum geltenden Taupunkttemperatur durch Auswertung der erfassten Volumenraumtemperatur, der erfassten relativen Luftfeuchtigkeit und des erfassten Luftdrucks ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann zur Ermittlung der Taupunkttemperatur insbesondere vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung die Taupunkttemperatur unter Nutzung einer sogenannten Lookup-Tabelle bestimmt, wobei für unterschiedliche Luftdrücke jeweils vorgegebenen Temperaturwerten und vorgegebenen Werten der relativen Luftfeuchtigkeit ein Taupunkt zugewiesen ist. Hierbei wird die von dem sogenannten Mollier-h-x-Diagramm bekannte Zuordnung von Temperatur, relativer Feuchte und Taupunkttemperatur genutzt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Kühlsystem wenigstens eine Kühlmittelfördereinrichtung umfasst, wobei die Regeleinrichtung ausgebildet ist, durch Ansteuerung der wenigstens einen Kühlmittelfördereinrichtung den Kühlmittelmassenstrom innerhalb des Kühlsystems zu regeln. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Kühlmittelfördereinrichtung eine Pumpe ist. In Abhängigkeit von der erforderlichen Kühlleistung zur Temperierung der Batterie kann die Förderleistung des Kühlmittels vorteilhafterweise von der Regeleinrichtung erhöht oder gesenkt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Kühlsystem derart ausgebildet ist, dass aus der Kühlvorrichtung ausströmendes Kühlmittel des Kühlsystems zur Absenkung der Kühlmitteltemperatur zumindest teilweise durch einen Wärmetauscher geleitet werden kann, und dass das Kühlsystem eine Durchflussregeleinrichtung aufweist, wobei das Kühlsystem ausgebildet ist, mittels der Durchflussregeleinrichtung der Kühlvorrichtung zuströmendes Kühlmittel zumindest teilweise aus von der Kühlvorrichtung ausströmendem Kühlmittel und zumindest teilweise aus durch den Wärmetauscher geleitetem Kühlmittel zu mischen. Vorzugsweise ist die Durchflussregeleinrichtung ein Ventil. Vorteilhafterweise ist die Durchflussregeleinrichtung von der Regeleinrichtung des Kühlsystems ansteuerbar. Insbesondere kann mittels der Durchflussregeleinrichtung geregelt werden, dass der Kühlvorrichtung ausschließlich wieder von der Kühlvorrichtung ausströmendes Kühlmittel zugeführt wird oder dass der Kühlvorrichtung ausschließlich durch den Wärmetauscher geleitetes Kühlmittel zugeführt wird. Hierbei handelt es sich aber jeweils um Sonderfälle eines vorgenannten Mischvorgangs. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Temperatur des Wärmetauschers einstellbar ist, vorzugsweise unter Nutzung der Regeleinrichtung des Kühlsystems.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Regeleinrichtung des Kühlsystems ausgebildet ist, die Durchflussregeleinrichtung derart anzusteuern, dass das der Kühlvorrichtung zuzuführende Kühlmittel zur Regelung der Temperatur der Kühlvorrichtung gemischt wird. Ist die Temperatur der Kühlvorrichtung zu erhöhen, so wird vorteilhafterweise das der Kühlvorrichtung zuzuführende Kühlmittel derart gemischt, dass der Anteil an von der Kühlvorrichtung ausströmendem Kühlmittel erhöht wird und der Anteil an durch den Wärmetauscher geleitetem Kühlmittel reduziert wird. Zur Reduzierung der Temperatur der Kühlvorrichtung ist dagegen vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Anteil an von der Kühlvorrichtung ausströmendem Kühlmittel reduziert wird und der Anteil an durch den Wärmetauscher geleitetem Kühlmittel erhöht wird. Liegt die Taupunkttemperatur in dem Volumenraum unterhalb der Temperatur des durch den Wärmetauscher geleiteten Kühlmittels, so kann der Kühlvorrichtung insbesondere auch ausschließlich das durch den Wärmetauscher geleitete Kühlmittel zugeführt werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Regeleinrichtung des Kühlsystems ausgebildet ist, den Kühlmittelmassenstrom innerhalb des Kühlmittelkreislaufs unter Berücksichtigung der Verlustleistung der zu temperierenden Batterie, der relativen Luftfeuchtigkeit in dem Volumenraum, der Kühlmitteltemperatur, der Volumenraumtemperatur und des in dem Volumenraum herrschenden Luftdrucks derart zu regeln, dass die Temperatur der Kühlvorrichtung oberhalb der Taupunkttemperatur liegt. Insbesondere ist vorgesehen, dass die von der Batterie erzeugte Wärme durch Messung der Temperatur der Batterie beziehungsweise der Batteriezellen mittels wenigstens eines Sensors als Verlustleistung erfasst wird.
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Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird des Weiteren ein Verfahren zur Temperierung einer in einem Volumenraum angeordneten, mit einer Kühlvorrichtung thermisch kontaktierten Batterie, insbesondere einer Traktionsbatterie, wobei die Temperatur der Kühlvorrichtung zur Temperierung der Batterie mittels einer Regeleinrichtung geregelt wird, vorgeschlagen, wobei die in dem Volumenraum geltende Taupunkttemperatur bestimmt wird, und die Temperatur der Kühlvorrichtung unter Berücksichtigung der bestimmten Taupunkttemperatur derart geregelt wird, dass die Temperatur der Kühlvorrichtung oberhalb der Taupunkttemperatur liegt. Wie zur Reglung der Temperatur einer zur Temperierung einer Batterie ausgebildeten Kühlvorrichtung bekannt, wird zur Regelung der Temperatur der Kühlvorrichtung insbesondere die Temperatur der Batterie beziehungsweise die Temperatur der Batteriezellen der Batterie mittels wenigstens eines Sensors erfasst und die Temperatur der Kühlvorrichtung in Abhängigkeit der Temperatur der Batterie beziehungsweise der Batteriezellen geregelt. Erfindungsgemäß wird die Temperatur der Kühlvorrichtung durch die Regeleinrichtung dabei derart geregelt, dass diese oberhalb der Taupunkttemperatur des Volumenraums liegt. Hierdurch wird vorteilhafterweise eine Kondensatbildung an der Kühlvorrichtung beziehungsweise eine Kondensatbildung an der zu temperierenden Batterie vermieden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Kühlvorrichtung in einem Kühlmittelkreislauf eines Kühlsystems angeordnet ist, wobei die Kühlvorrichtung zur Regelung der Temperatur der Kühlvorrichtung von einem Kühlmittel durchströmt wird und wobei das Zuleiten des Kühlmittels zu der Kühlvorrichtung derart geregelt wird, dass die Temperatur der Kühlvorrichtung oberhalb der Taupunkttemperatur liegt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist darüber hinaus vorgesehen, dass das Kühlmittel, welches die Kühlvorrichtung durchströmt hat, abgeleitet wird und zur Absenkung der Kühlmitteltemperatur zumindest teilweise durch einen Wärmetauscher geleitet wird, wobei durch den Wärmetauscher geleitetes Kühlmittel und unmittelbar von der Kühlvorrichtung abgeleitetes Kühlmittel gemischt wird, derart, dass die Kühlmitteltemperatur des gemischten Kühlmittels oberhalb der Taupunkttemperatur liegt.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten, Merkmale und Ausgestaltungsdetails der Erfindung werden im Zusammenhang dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Kühlsystem.
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Im Zusammenhang mit 1 wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kühlsystems sowie eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Temperierung einer in einem Volumenraum angeordneten, mit einer Kühlvorrichtung thermisch kontaktierten Batterie näher erläutert. Dabei zeigt 1 ein Kühlsystem 1 mit einer Kühlvorrichtung 5 und einer Regeleinrichtung 12 zur Regelung der Temperatur der Kühlvorrichtung 5. Die Kühlvorrichtung 5 dient dabei zur Temperierung einer Batterie 4, wobei die Batterie 4 insbesondere eine aus einer Mehrzahl von Batteriezellen aufgebaute Traktionsbatterie sein kann. Die Batterie 4 ist dabei in einem durch ein Gehäuse 3 gebildeten Volumenraum 2 angeordnet. Die Kühlvorrichtung 5 kann insbesondere als kühlmitteldurchströmte Kühlplatte ausgebildet sein, auf welcher – abweichend von der schematischen Darstellung in 1 – die Batterie 4 angeordnet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Batterie 4 von der Kühlvorrichtung 5 auch seitlich thermisch kontaktiert wird, sodass die Fläche zum Austausch thermischer Energie zwischen der Kühlvorrichtung 5 und der Batterie 4 vergrößert ist.
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Das in 1 dargestellte Kühlsystem 1 ist ausgebildet, die in dem Volumenraum 2 geltende Taupunkttemperatur zu bestimmen und die Kühlvorrichtung 5 in Abhängigkeit von der Temperatur der zu temperierenden Batterie 4 derart zu regeln, dass die Temperatur der Kühlvorrichtung 5 oberhalb der bestimmten Taupunkttemperatur liegt. Zur Erfassung der Temperatur der Kühlvorrichtung 5 und zur Erfassung der Temperatur der Batterie 4 sind jeweils Sensoren (in 1 nicht explizit dargestellt) vorgesehen, welche Temperaturmesswerte an die Regeleinrichtung 12 übertragen. Als Mittel zur Bestimmung der in dem Volumenraum 2 geltenden Taupunkttemperatur weist das Kühlsystem 1 einen Sensor 13 zur Erfassung der in dem Volumenraum 2 herrschenden Volumenraumtemperatur auf. Ferner weist das Kühlsystem 1 einen Sensor 14 zur Erfassung der in dem Volumenraum 2 herrschenden relativen Luftfeuchtigkeit und einen Sensor 15 zur Erfassung des in dem Volumenraum 2 herrschenden Luftdrucks auf. Diese Sensoren 13, 14, 15 sind über Sensorleitungen 16 mit der Regeleinrichtung 12 zur Übertragung der erfassten Messwerte verbunden.
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Die Regeleinrichtung 12 weist als weiteres Mittel zur Bestimmung der in dem Volumenraum 2 geltenden Taupunkttemperatur eine Auswerteeinrichtung (in 1 nicht explizit dargestellt) auf. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung eine Mehrzahl von vordefinierten Volumenrauminnendrücken zugeordneten Lookup-Tabellen aufweisen kann, in welchen jeweils vordefinierten Temperaturmesswerten zusammen mit vordefinierten Werten hinsichtlich der relativen Luftfeuchtigkeit Werte einer Taupunkttemperatur zugewiesen sind. Eine entsprechende Zuordnung des Wertepaars von Temperaturmesswert und Luftfeuchtigkeitsmesswert zu einer Taupunkttemperatur kann, wie im Zusammenhang mit einer entsprechenden Zuordnung bei sogenannten Mollier-h-x-Diagrammen bekannt, erfolgen. Erfasste Messwerte werden dabei vorteilhafterweise derart quantisiert, dass eine eindeutige Zuordnung zu einer Taupunkttemperatur ermöglicht ist, wobei die ermittelte Taupunkttemperatur ein Näherungswert der tatsächlichen Taupunkttemperatur sein kann. Dabei erfolgen Rundungen und Näherungen im Zusammenhang mit der Ermittlung der Taupunkttemperatur derart, dass die ermittelte Taupunkttemperatur gleich der tatsächlichen Taupunkttemperatur oder geringfügig größer als die tatsächlicher Taupunkttemperatur ist, sodass die Temperatur der Kühlvorrichtung nicht niedriger geregelt wird, als die tatsächliche Taupunkttemperatut und eine Kondensatbildung somit zuverlässig verhindert wird.
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In einer alternativen Ausgestaltung des in 1 dargestellten Kühlsystems 1 kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, den Taupunkt für unterschiedliche Luftdrücke in Abhängigkeit von erfassten Temperaturmesswerten bezüglich der Volumenraumtemperatur und erfassten Messwerten bezüglich der in dem Volumenraum 2 herrschenden relativen Luftfeuchtigkeit zu berechnen. Hierzu umfasst die Auswerteeinrichtung vorteilhafterweise eine Mikrocontrollerschaltung.
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Unabhängig von der Art und Weise der Ermittlung der Taupunkttemperatur wird bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel basierend auf der ermittelten Taupunkttemperatur sowie der erfassten Temperatur der Batterie 4 und/oder der erfassten Temperatur der Kühlvorrichtung 5 die Temperatur der Kühlvorrichtung 5 von der Regeleinrichtung 12 durch Beeinflussung des der Kühlvorrichtung 5 zugeführten Kühlmittels 10 geregelt. Die Regeleinrichtung 12 kann dazu eine als Pumpe ausgebildete Kühlmittelfördereinrichtung 9 und eine als Ventil ausgebildete Durchflussregeleinrichtung 8 ansteuern. Durch Ansteuerung der Pumpe 9 kann die Regeleinrichtung 12 den Kühlmittelmassenstrom regeln, das heißt die Regeleinrichtung 12 kann regeln, wie viel Kühlmittel pro Zeiteinheit durch die Kühlvorrichtung 5 strömt.
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Des Weiteren ist das in 1 dargestellte Kühlmittelsystem 1 beziehungsweise der Kühlmittelkreislauf 6 derart ausgebildet, dass die Regeleinrichtung 12 unter Nutzung des Ventils 8 regeln kann, ob und zu welchem Anteil Kühlmittel 11, welches die Kühlvorrichtung 5 durchströmt hat, als Kühlmittelanteil 11’ der Kühlvorrichtung 5 wieder zugeführt wird, und inwiefern das Kühlmittel 11, welches die Kühlmittelvorrichtung 5 durchströmt hat, als Kühlmittelanteil 11’’ einem Wärmetauscher 7 und anschließend der Kühlvorrichtung 5 als Kühlmittelanteil 11’’’ zugeführt wird. Mittels des Wärmetauschers 7 wird die Temperatur des Kühlmittels 11’’ gesenkt. Der Kühlvorrichtung 5 zugeführtes Kühlmittel 10 wird dabei in der Regel einen Kühlmittelanteil 11’ und einen Kühlmittelanteil 11’’ aufweisen. Insbesondere kann die Regeleinrichtung 12 des Kühlsystems 1 das Ventil 8 aber auch derart steuern, dass der Kühlvorrichtung 5 ausschließlich durch den Wärmetauscher 7 geleitetes Kühlmittel 11’’’ als Kühlmittel 10 zugeführt wird oder dass der Kühlvorrichtung 5 ausschließlich der Kühlvorrichtung 5 entströmendes Kühlmittel 11’ wieder als Kühlmittel 10 zugeführt wird. Die Regeleinrichtung 12 ist somit also ausgebildet, mittels des Ventils 8 Kühlmittel 10, welches der Kühlvorrichtung 5 zugeführt werden soll, zumindest teilweise aus von der Kühlvorrichtung 5 ausströmendem Kühlmittel 11’ und zumindest teilweise aus durch den Wärmetauscher 7 geleitetem Kühlmittel 11’’’ zu mischen.
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Der in 1 dargestellte Wärmetauscher 7 kann bei einer konstanten Temperatur arbeiten. Darüber hinaus kann insbesondere vorgesehen sein, dass zur weiter verbesserten Regelung der Temperatur der Kühlvorrichtung 5 die Temperatur des Wärmetauschers 7 geregelt werden kann, vorzugsweise unter Nutzung der Regeleinrichtung 12 des Kühlsystems 1. Die Temperatur des Wärmetauschers 7 wird bei einer derartigen Ausgestaltung maximal derart heruntergeregelt, dass die Temperatur des der Kühlvorrichtung 5 zugeführten Kühlmittels 10 größer ist als die ermittelte Taupunkttemperatur.
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Das in 1 dargestellte Kühlsystem 1 ist somit vorteilhafterweise unter Nutzung der Regeleinrichtung 12 des Kühlsystems 1 zur Temperierung einer in einem Volumenraum 2 angeordneten, mit einer Kühlvorrichtung 5 thermisch kontaktierten Batterie 4 ausgebildet, wobei die Temperatur der Kühlvorrichtung 5 zur Temperierung der Batterie 4 mittels der Regeleinrichtung 12 geregelt wird. Dabei wird die Temperatur der Batterie 4 und die in dem Volumenraum 2 geltende Taupunkttemperatur bestimmt und die Temperatur der Kühlvorrichtung 5 unter Berücksichtigung der Temperatur der Batterie 4 und der Taupunkttemperatur derart geregelt, dass die Temperatur der Kühlvorrichtung 5 oberhalb der Taupunkttemperatur liegt. Zur Regelung der Temperatur der Kühlvorrichtung 5 wird die Kühlvorrichtung 5 dabei von einem Kühlmittel 10 durchströmt, wobei das Zuleiten des Kühlmittels 10 zu der Kühlvorrichtung 5 unter Nutzung der Regeleinrichtung 12 durch Ansteuerung der Pumpe 9 und des Ventils 8 derart geregelt wird, dass die Temperatur der Kühlvorrichtung 5 oberhalb der Taupunkttemperatur liegt. Insbesondere wird dabei Kühlmittel 11, welches die Kühlvorrichtung 5 durchströmt hat zur Absenkung der Kühlmitteltemperatur zumindest teilweise durch einen Wärmetauscher 7 geleitet, wobei durch den Wärmetauscher 7 geleitetes Kühlmittel 11’’’ und unmittelbar von der Kühlvorrichtung abgeleitetes Kühlmittel 11’ gemischt wird, derart, dass die Kühlmitteltemperatur des gemischten Kühlmittels 10 oberhalb der Taupunkttemperatur liegt.
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Das in 1 dargestellte und im Zusammenhang mit 1 erläuterte Ausführungsbeispiel dient der Erläuterung der Erfindung und ist für diese nicht beschränkend.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008059969 A1 [0003]
- DE 102009054922 A1 [0005, 0007]
- DE 102010028861 A1 [0006, 0007]
