DE102014219267A1

DE102014219267A1 - Cooling system for a vehicle battery

Info

Publication number: DE102014219267A1
Application number: DE102014219267.6A
Authority: DE
Inventors: Marko Wollenberg
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2016-03-24

Abstract

Kühlsystem für eine Fahrzeugbatterie aufweisend zumindest eine Kühlmittelleitung mit einem Zulauf und einen Ablauf, die in einem Batteriebereich im thermischen Kontakt mit der Fahrzeugbatterie steht und durch die ein Kühlmittel transportiert wird, ein erster Durchflusssensor, der an dem Zulauf angeordnet ist, ein zweiter Durchflusssensor, der an dem Ablauf angeordnet ist, und eine Analysevorrichtung, die mit dem ersten und zweiten Durchflusssensor gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Durchflusssensor zum Ermitteln einer ersten Durchflussmenge und der zweite Durchflusssensor zum Ermitteln einer zweiten Durchflussmenge geeignet sind und die Analysevorrichtung eingerichtet ist, eine Differenz der ersten und zweiten Durchflussmenge zu bilden und die Differenz mit einem Grenzwert zu vergleichen.A cooling system for a vehicle battery having at least one coolant line with an inlet and a drain, which is in a battery area in thermal contact with the vehicle battery and through which a coolant is transported, a first flow sensor, which is arranged at the inlet, a second flow sensor, the is arranged on the drain, and an analysis device, which is coupled to the first and second flow sensor, characterized in that the first flow sensor for determining a first flow rate and the second flow sensor for determining a second flow rate are suitable and the analysis device is set up a Difference of the first and second flow rate to form and to compare the difference with a limit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für eine Fahrzeugbatterie umfassend mindestens eine Kühlmittelleitung mit einem Zulauf und Ablauf, durch die ein Kühlmittel transportiert wird. Zudem sind mindestens zwei Durchflusssensoren an dem Zulauf und Ablauf zur Ermittlung der Durchflussmenge des Kühlmittels vorgesehen. Die Durchflusssensoren sind mit einer Analysevorrichtung gekoppelt.The invention relates to a cooling system for a vehicle battery comprising at least one coolant line with an inlet and outlet through which a coolant is transported. In addition, at least two flow sensors are provided at the inlet and outlet for determining the flow rate of the coolant. The flow sensors are coupled to an analyzer.

Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge verfügen über Fahrzeugbatterien, die zum Antrieb des Fahrzeugs genutzt werden. Fahrzeugbatterien (im Folgenden Batterien genannt) bestehen aus mehreren Batteriezellen, welche über eine lange Lebensdauer hohen Strömen und vielen Lade-/Entladezyklen ausgesetzt sind. Die Nutzungsdauer und Leistung der Batterie ist maßgeblich von der Betriebstemperatur abhängig. Das heißt, schon geringe Temperaturunterschiede zum idealen Temperaturbereich können sich negativ auf die Batterie auswirken. Um eine konstante, optimale Betriebstemperatur zu gewährleisten, offenbart der Stand der Technik sowohl Heiz- als auch Kühlsysteme für Batterien. Neben der Kühlung durch Luft sind auch Kühlsysteme mit flüssigen Kühlmitteln bekannt.Hybrid vehicles and electric vehicles have vehicle batteries that are used to drive the vehicle. Vehicle batteries (hereinafter referred to as batteries) consist of several battery cells which are exposed to high currents and many charge / discharge cycles over a long service life. The service life and performance of the battery is largely dependent on the operating temperature. This means that even small temperature differences to the ideal temperature range can have a negative effect on the battery. To ensure a constant, optimum operating temperature, the prior art discloses both heating and cooling systems for batteries. In addition to the cooling by air and cooling systems with liquid coolants are known.

So zeigt beispielsweise die US 20120003510 A1 ein System zur Temperaturregelung einer Fahrzeugbatterie, bei dem Kühlmittel durch Kühlmittelleitungen zirkuliert, welche innerhalb der Batterie angeordnet sind. Durch einen Wärmetauscher wird gezielt eine Phasenänderung des Kühlmittels bewirkt und die Batterie kontinuierlich gekühlt.For example, shows the US 20120003510 A1 a system for controlling the temperature of a vehicle battery, in which coolant circulates through coolant lines, which are arranged within the battery. A heat exchanger selectively effects a phase change of the coolant and the battery is cooled continuously.

Diese beschriebene Lösung realisiert zwar eine Kühlung von Batterien, jedoch ist der sichere Betrieb des Kühlsystems eingeschränkt. An Kühlmittelleitungen können Leckagen in Form von Rissen oder Brüchen auftreten, wodurch Kühlmittel austreten kann und die Kühlung der Batterie nicht mehr aufrechterhalten wird.Although this solution described realizes cooling of batteries, however, the safe operation of the cooling system is limited. Leaks in the form of cracks or breaks can occur on coolant lines, as a result of which coolant can escape and the cooling of the battery can no longer be maintained.

Dem soll die Lehre der EP 2302727 A1 Abhilfe schaffen. Aus dieser Druckschrift ist ein Kühlsystem für einzelne Batteriezellen bekannt, bei welchem mit Hilfe einer Pumpe Kühlmittel durch Kühlmittelleitungen transportiert wird. Das Kühlmittel zirkuliert vorzugsweise unter einem Überdruck durch die Kühlmittelleitungen. Durch Drucksensoren wird der Druck innerhalb der Leitungen überwacht und bei einem Druckabfall auf Leckagen geschlossen.The teaching of the EP 2302727 A1 Remedy. From this document, a cooling system for individual battery cells is known, in which by means of a pump coolant is transported through coolant lines. The coolant preferably circulates under an overpressure through the coolant lines. Pressure sensors monitor the pressure within the lines and close them to leakages when there is a pressure drop.

Jedoch weist auch dieses Kühlsystem Nachteile in Bezug auf die Sicherheit auf. Der in der Kühlmittelleitung auftretende Überdruck begünstigt das Austreten des Kühlmittels aus einer Leckage. Zudem ist es aufgrund der Messgenauigkeit nicht möglich, kleine Lecks und Haarrisse mit Hilfe der Drucksensoren zu detektieren.However, this cooling system also has disadvantages in terms of safety. The overpressure occurring in the coolant line promotes the escape of the coolant from a leak. In addition, due to the measuring accuracy, it is not possible to detect small leaks and hairline cracks with the aid of the pressure sensors.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kühlsystem mit Kühlmittelleitungen zu schaffen, welches nicht nur eine Fahrzeugbatterie zuverlässig kühlt, sondern auch auftretende Leckagen an den Kühlmittelleitungen zuverlässig und genau detektiert.The object of the invention is therefore to provide a cooling system with coolant lines, which not only reliably cools a vehicle battery, but also reliably and accurately detects occurring leaks in the coolant lines.

Diese Aufgabe wird mit einem Kühlsystem gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved with a cooling system according to claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Kühlsystem umfasst zumindest eine Kühlmittelleitung, die in einem Batteriebereich im thermischen Kontakt mit der Fahrzeugbatterie steht. Durch die Kühlmittelleitung wird ein fluides Kühlmittel transportiert. Die Kühlmittelleitung verfügt über einen Zulauf und Ablauf. Überdies ist sind mindestens zwei Durchflusssensoren vorgesehen. Ein erster Durchflusssensor ist an dem Zulauf; ein zweiter Durchflusssensor ist an dem Ablauf angeordnet. Mit den ersten Durchflusssensor ist die Ermittlung einer ersten Durchflussmenge möglich; mit dem zweiten Durchflusssensor die Ermittlung einer zweiten Durchflussmenge. Eine Analysevorrichtung ist wiederum mit diesen Durchlaufsensoren gekoppelt, wodurch die ermittelten Durchflussmengen an die Analysevorrichtung übergeben werden können. Die Analyseeinrichtung ist darüber hinaus derart eingerichtet, eine Differenz zwischen der ersten und zweiten Durchflussmenge zu bilden und die Differenz mit einem Grenzwert zu vergleichen.The cooling system according to the invention comprises at least one coolant line, which is in thermal contact with the vehicle battery in a battery area. Through the coolant line, a fluid coolant is transported. The coolant line has an inlet and outlet. Moreover, at least two flow sensors are provided. A first flow sensor is at the inlet; a second flow sensor is disposed on the drain. With the first flow sensor, the determination of a first flow rate is possible; with the second flow sensor, the determination of a second flow rate. An analysis device is in turn coupled to these flow sensors, whereby the determined flow rates can be transferred to the analysis device. The analyzer is further configured to form a difference between the first and second flow rates and to compare the difference to a threshold.

Durch diesen Vergleich der Differenz mit einem Grenzwert kann auf eine Leckage der Kühlmittelleitung geschlossen werden. Bei fehlerfreien Kühlmittelleitungen sollte die erste Durchflussmenge im Wesentlichen der zweiten Durchflussmenge entsprechen. Beim Vorliegen einer Leckage und dem Austritt von Kühlmittel nimmt die Durchflussmenge des Kühlmittels durch die Kühlmittelleitung ab. Die zweite ermittelte Durchflussmenge ist somit kleiner als die erste ermittelte Durchflussmenge. Dies erkennt die Analyseeinrichtung durch Bildung der Differenz und dem Vergleich mit dem Grenzwert. Der Grenzwert ist derart gewählt, dass Leckagen detektiert, aber die Verringerung der Durchflussmenge durch natürliche Begebenheiten beispielsweise durch Reibung des Kühlmittels berücksichtigt wird. Liegt die Differenz über den Grenzwert kann in der Folge die Batterie abgeschaltet und der Fahrer über die Leckage informiert werden. In der Folge wird ein unkontrollierter Temperaturanstieg an der Batterie vermieden. Durch Messung der Durchflussmengen ist eine Detektion schon von kleinsten Leckagen möglich. Zudem sind Durchflusssensoren günstig und zuverlässig über eine lange Lebensdauer.By comparing the difference with a limit value, a leakage of the coolant line can be concluded. For faultless coolant lines, the first flow rate should be substantially equal to the second flow rate. If there is a leak and coolant leakage, the coolant flow rate will decrease through the coolant line. The second determined flow rate is thus smaller than the first determined flow rate. This recognizes the analyzer by forming the difference and comparing it with the threshold. The limit value is chosen such that leakages are detected, but the reduction in the flow rate due to natural events, for example due to friction of the coolant, is taken into account. If the difference is above the limit value, the battery can subsequently be switched off and the driver informed about the leakage. As a result, an uncontrolled increase in temperature on the battery is avoided. By measuring the flow rates, detection of even the smallest leakages is possible. In addition, flow sensors are cheap and reliable over a long life.

Zur Kühlung steht die Kühlmittelleitung im Batteriebereich im thermischen Kontakt mit der Batterie. Der Batteriebereich kann sowohl einen Bereich innerhalb als auch außerhalb der Batterie umfassen. Da ein thermischer Kontakt gewährleitstet werden muss, sollte sich der Batteriebereich der Kühlmittelleitungen in der Nähe der Batterie befinden. Die Kühlmittelleitung verläuft vorzugsweise direkt durch die Batterie, beispielsweise entlang von Batteriezellen. Ebenfalls ist es möglich, dass die Kühlmittelleitung an einem für die Batterie vorgesehenen Batteriegehäuse direkt anliegt, um so den thermischen Kontakt mit der Batterie sicherzustellen. Die Kühlmittelleitung bildet mit den Komponenten des Kühlsystems einen geschlossenen Kreislauf, in dem das Kühlmittel mit Hilfe einer Pumpe transportiert wird. Dabei kann die Kühlmittelleitung Verzweigungen aufweisen oder es sind mehrere Kühlmittelleitungen vorgesehen. Der Zulauf und Ablauf der Kühlmittelleitung befindet sich vorzugsweise zwischen Pumpe und Batteriebereich. Das Kühlmittel fließt im Zulauf zu dem Batteriebereich hin, wohingegen im Ablauf das Kühlmittel vom Batteriebereich wegfließt. For cooling, the coolant line in the battery area is in thermal contact with the battery. The battery area may include both an area inside and outside the battery. Since thermal contact must be ensured, the battery area of the coolant lines should be close to the battery. The coolant line preferably runs directly through the battery, for example along battery cells. It is also possible that the coolant line is directly applied to a battery housing provided for the battery, so as to ensure thermal contact with the battery. The coolant line forms a closed circuit with the components of the cooling system, in which the coolant is transported by means of a pump. In this case, the coolant line may have branches or more coolant lines are provided. The inlet and outlet of the coolant line is preferably located between the pump and the battery area. The coolant flows in the inlet towards the battery area, whereas in the drain the coolant flows away from the battery area.

Die Durchflussmenge innerhalb des Zu- und Ablaufs der Kühlmittelleitung wird mit Hilfe der Durchflusssensoren ermittelt. Dafür sind die Durchflusssensoren an der Kühlmittelleitung angeordnet. In der Folge ist sichergestellt, dass eine Änderung der Durchflussmenge durch eine Leckage der Kühlmittelleitung im Batteriebereich zügig und zuverlässig erkannt wird. Die Nutzung weiterer Durchflusssensoren ist ebenfalls denkbar. Hier ist eine Anordnung an der Kühlmittelleitung im Batteriebereich denkbar. Auch diese Durchflusssensoren sind vorzugsweise mit der Analysevorrichtung gekoppelt, die eine Auswertung der ermittelten Durchflussmengen erlaubt. Durch die Anordnung mehrere Durchflusssensoren ist eine schnellere Detektion einer Leckage möglich. Darüber hinaus kann durch die Verwendung von Durchflusssensoren an mehreren Punkten an der Kühlmittelleitung eine Leckage einfacher lokalisiert werden und die Reparatur des Kühlsystems erleichtern.The flow rate within the inlet and outlet of the coolant line is determined by means of the flow sensors. For this purpose, the flow sensors are arranged on the coolant line. As a result, it is ensured that a change in the flow rate is detected quickly and reliably by a leakage of the coolant line in the battery area. The use of additional flow sensors is also conceivable. Here, an arrangement on the coolant line in the battery area is conceivable. Also, these flow sensors are preferably coupled to the analysis device, which allows an evaluation of the determined flow rates. By arranging a plurality of flow sensors, a faster detection of leakage is possible. In addition, by using flow sensors at multiple points on the coolant line, leakage can be more easily located and facilitate repair of the cooling system.

Im laufenden Betrieb des Kühlsystems ermitteln der erste und der zweite Durchflusssensor eine erste Durchflussmenge am Zulauf und eine zweite Durchflussmenge am Ablauf. Die Durchflusssensoren geben diese beiden ermittelten Durchflussmengen an die Analysevorrichtung weiter, welche derart eingerichtet ist, die Differenz zwischen der ersten Durchflussmenge und der zweiten Durchflussmenge zu bilden. Zudem vergleicht die Analysevorrichtung die Differenz mit dem Grenzwert. Dafür ist der Grenzwert hinterlegt und durch die Analysevorrichtung abrufbar. Der Grenzwert kann als konstanter Wert vorliegen oder als Funktion in Abhängigkeit von Kenngrößen des Kühlsystems, wie Temperatur oder Menge des Kühlmittels vorliegen.During operation of the cooling system, the first and the second flow sensor determine a first flow rate at the inlet and a second flow rate at the outlet. The flow sensors transmit these two determined flow rates to the analyzer, which is set up to form the difference between the first flow rate and the second flow rate. In addition, the analyzer compares the difference with the threshold. For this, the limit value is stored and can be called up by the analysis device. The limit value may be present as a constant value or as a function of characteristics of the cooling system, such as temperature or amount of the coolant.

Bei einem intakten Kühlsystem sollte die erste und zweite Durchflussmenge annähernd gleich sein. Aufgrund von Reibung in der Kühlmittelleitung und anderen Störfaktoren kommt es zu natürlichen Abweichungen, so dass eine Differenz größer Null auch bei einer intakten Kühlmittelleitung zu erwarten ist. Der Grenzwert ist entsprechend angepasst, so dass bei einer Überschreitung des Grenzwertes auf eine Leckage geschlossen werden kann. Der Grenzwert ist als konstanter Wert in der Analysevorrichtung hinterlegt. Auf diese Weise sind eine periodische Konfiguration und eine Anpassung des Grenzwertes nicht notwendig. In an intact cooling system, the first and second flow rates should be approximately equal. Due to friction in the coolant line and other confounding factors, natural deviations occur, so that a difference greater than zero is to be expected even with an intact coolant line. The limit value is adjusted accordingly, so that a leakage can be concluded if the limit value is exceeded. The limit value is stored as a constant value in the analysis device. In this way, a periodic configuration and adjustment of the limit are not necessary.

Eine andere Möglichkeit besteht darin die Kenngrößen des Kühlsystems zu erfassen und den Grenzwert dementsprechend anzupassen. Steigt beispielsweise die Temperatur des Kühlmittels in der Kühlmittelleitung, erhöht sich auch die Durchflussmenge. Die erwartete zweite Durchflussmenge am Ablauf steigt dementsprechend und die Differenz zur ersten Durchflussmenge verändert sich. Hier ist eine Anpassung des Grenzwertes an den Temperaturverlauf der Kühlmittelleitung sinnvoll. In der Folge werden nicht nur Leckagen zuverlässig erkannt, sondern auch störende, ungerechtfertigte Warnungen vermieden. Auch kann der Grenzwert an die Kühlmittelmenge angepasst werden. Bei der Verwendung von geringen Mengen kann die Sensibilität beim Vergleich mit dem Grenzwert erhöht werden, um so schon kleinste Veränderungen der Durchflussmenge zu registrieren. Auf diese Weise ist die Detektion von kleinsten Leckagen, wie Haarrisse, auch bei Kühlsystemen mit geringen Mengen von Kühlmittel möglich.Another possibility is to record the characteristics of the cooling system and adjust the limit accordingly. If, for example, the temperature of the coolant in the coolant line increases, the flow rate also increases. The expected second flow rate at the outlet increases accordingly and the difference to the first flow rate changes. Here is an adaptation of the limit to the temperature profile of the coolant line makes sense. As a result, not only leaks are reliably detected, but also annoying, unjustified warnings are avoided. The limit value can also be adapted to the coolant quantity. When using small amounts, the sensitivity can be increased when comparing with the limit, so as to register even the smallest changes in the flow rate. In this way, the detection of smallest leaks, such as hairline cracks, even in cooling systems with small amounts of coolant is possible.

Daneben ist vorzugweise ein zweiter Wert zum Vergleichen mit der Differenz in der Analysevorrichtung hinterlegt. Der zweite Wert ist größer als der Grenzwert. Liegt die Differenz über den zweiten Wert handelt es sich um eine Leckage, bei der viel Kühlmittel aus der Kühlmittelleitung austritt. Um dies zu Detektieren, sollte der zweite Wert entsprechend groß gewählt werden. Das heißt, der Unterschied zwischen der ersten Durchflussmenge und der zweiten Durchflussmenge muss für ein Überschreiten des zweiten Wertes deutlich sein. Der zweite Wert kann, wie auch der Grenzwert, als konstanter Wert oder als Funktion in der Analysevorrichtung hinterlegt sein. Die bei einer Leckage einzuleitenden Maßnahmen können davon abhängig sein, ob die Differenz zwischen der ersten und zweiten Durchflussmenge höher als der Grenzwert und/oder der zweite Wert liegt. Beispielsweise kann zunächst beim Überschreiten des Grenzwertes lediglich eine Warnung an den Fahrer erfolgen, wohingegen bei einem Übertritt des zweiten Wertes die Batterie vollständig abgeschaltet wird.In addition, a second value is preferably stored for comparison with the difference in the analysis device. The second value is greater than the limit. If the difference is above the second value, it is a leak where a lot of coolant is leaking from the coolant line. In order to detect this, the second value should be chosen to be correspondingly large. That is, the difference between the first flow rate and the second flow rate must be clear for exceeding the second value. The second value, like the limit value, can be stored as a constant value or as a function in the analysis device. The measures to be initiated in the event of leakage may depend on whether the difference between the first and second flow rates is higher than the limit value and / or the second value. For example, when the limit value is exceeded, only a warning to the driver can be given, whereas when the second value is exceeded, the battery is completely switched off.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Kühlsystems umfasst einen Temperatursensor, welcher innerhalb oder nahe der Kühlmittelleitung angeordnet ist. Der Temperatursensor ist geeignet, die Temperatur in der Kühlmittelleitung zu messen. So wird nicht nur die ausreichende Kühlwirkung des Kühlmittels überwacht, sondern auch der Vergleich mit dem Grenzwert durch die Analysevorrichtung verbessert. Daneben bietet ein Temperatursensor die Möglichkeit, die Temperatur der Batterie zu überwachen und ein Verlassen des optimalen Temperaturbereichs schnell zu registrieren. In der Folge können geeignete Maßnahmen zum Senken oder Steigern der Temperatur ergriffen werden.A preferred embodiment of the cooling system includes a temperature sensor, which is arranged inside or near the coolant line. The temperature sensor is suitable for measuring the temperature in the coolant line. Thus, not only is the sufficient cooling effect of the coolant monitored, but also the comparison with the limit value by the analysis device is improved. In addition, a temperature sensor offers the possibility of monitoring the temperature of the battery and quickly registering leaving the optimum temperature range. As a result, appropriate measures for lowering or increasing the temperature can be taken.

Bei einer registrierten Leckage wird von der Analysevorrichtung vorzugsweise ein entsprechendes Signal ausgegeben. Das Signal kann von einer Anzeigevorrichtung empfangen und als ein akustisches oder visuelles Warnsignal an den Insassen übermittelt werden. Ebenfalls ist es denkbar, dass das Signal der Analysevorrichtung an eine Steuereinheit des Fahrzeugs abgegeben wird. Auf diese Weise kann eine direkte Ansteuerung der Fahrzeugfunktionen erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, dass bei Auftreten einer Leckage der Antrieb durch die Batterie heruntergefahren oder gänzlich abgeschaltet wird. In the case of a registered leakage, the analyzer device preferably outputs a corresponding signal. The signal may be received by a display device and transmitted as an audible or visual warning signal to the occupant. It is also conceivable that the signal of the analysis device is delivered to a control unit of the vehicle. In this way, a direct control of the vehicle functions can take place. For example, it is possible that when a leak occurs, the drive is shut down by the battery or switched off completely.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert: In the following the invention will be explained in greater detail by means of a preferred embodiment:

1 zeigt schematisch den Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Kühlsystems angeordnet an einer Fahrzeugbatterie. 1 schematically shows the detail of a cooling system according to the invention arranged on a vehicle battery.

Das Kühlsystem, dargestellt in 1, ist für die Kühlung einer Fahrzeugbatterie 1 geeignet. Die Batterie 1 besteht aus mehreren Modulen von Batteriezellen 11 und ist von einem Batteriegehäuse 12 umgeben. Das Kühlsystem verfügt über eine Kühlmittelleitung 2, welche mehrere Verzweigungen aufweist. Durch die Kühlmittelleitung 2 wird mit Hilfe einer Pumpe 3 ein Kühlmittel in Strömungsrichtung 24 transportiert. Zur Kühlung steht die Kühlmittelleitung 2 in einem Batteriebereich 23 im thermischen Kontakt mit der Batterie 1. Im Batteriebereich 23 verläuft die Kühlmittelleitung 2 nahe entlang des Batteriegehäuses 12 und innerhalb der Batterie 1 zwischen den Modulen 11. Dadurch wird der thermische Kontakt der Kühlmittelleitung 2 mit der Batterie 1 gewährleistet und somit die Kühlwirkung durch das Kühlmittel. Die Kühlmittelleitung 2 verfügt über einen Zulauf 41 und einen Ablauf 42. Durch diese Teile der Kühlmittelleitung 2 gelangt das Kühlmittel in den Batteriebereich 23 und wieder zurück geführt.The cooling system, shown in 1 , is for cooling a vehicle battery 1 suitable. The battery 1 consists of several modules of battery cells 11 and is from a battery case 12 surround. The cooling system has a coolant line 2 which has multiple branches. Through the coolant line 2 is using a pump 3 a coolant in the flow direction 24 transported. For cooling is the coolant line 2 in a battery area 23 in thermal contact with the battery 1 , In the battery area 23 runs the coolant line 2 close to the battery case 12 and inside the battery 1 between the modules 11 , This will cause the thermal contact of the coolant line 2 with the battery 1 ensures and thus the cooling effect of the coolant. The coolant line 2 has an inlet 41 and a process 42 , Through these parts of the coolant line 2 the coolant enters the battery area 23 and led back.

Innerhalb des Zulaufs ist ein erster Durchflusssensor 41 angeordnet, der eine erste Durchflussmenge in der Kühlmittelleitung 2 ermittelt. Ein zweiter Durchflusssensor 42 ist zudem am Ablauf 22 angeordnet und ermittelt dort eine zweite Durchflussmenge. Beide Durchflusssensoren 41, 42 sind wiederum mit einer Analysevorrichtung 5 gekoppelt, welche die Informationen über die ermittelten Durchflussmengen empfängt. Die Analysevorrichtung bildet die Differenz zwischen beiden Durchflussmengen und vergleicht diese mit einem hinterlegten Grenzwert. Within the inlet is a first flow sensor 41 arranged, which has a first flow rate in the coolant line 2 determined. A second flow sensor 42 is also on the way 22 arranged there and determines a second flow rate. Both flow sensors 41 . 42 are in turn with an analysis device 5 coupled, which receives the information about the determined flow rates. The analyzer forms the difference between the two flow rates and compares them with a stored limit.

Dieser Vergleich ermöglicht einen Rückschluss auf Leckagen an der Kühlmittelleitung 2. Bei Vorliegen einer Leckage unterscheiden sich die Durchflussmengen signifikant, da ein Teil des Kühlmittels austritt. Dies wird von der Analysevorrichtung 5 dank der Bildung der Differenz zwischen beiden Durchflussmengen und des Vergleiches mit dem Grenzwert erkannt. Mit Hilfe von Durchflusssensoren ist eine sehr genaue und zuverlässige Ermittlung der Durchflussmengen möglich. Durch die Ermittlung der Durchflussmengen ist nicht nur das einfache Detektieren einer Leckage möglich, sondern auch ein Rückschluss auf die Größe der Leckage selbst. Je höher die gebildete Differenz ist, desto mehr Kühlmittel tritt aus und desto größer ist die Beschädigung der Kühlmittelleitung 2. In der Folge können Maßnahmen ergriffen werden, die abhängig von der Größe der Leckage sind.This comparison makes it possible to draw conclusions about leaks at the coolant line 2 , If there is a leak, the flow rates differ significantly as part of the coolant exits. This is done by the analyzer 5 thanks to the formation of the difference between both flow rates and the comparison with the limit detected. With the help of flow sensors a very accurate and reliable determination of the flow rates is possible. By determining the flow rates, not only the simple detection of a leak is possible, but also an inference to the size of the leakage itself. The higher the difference formed, the more coolant emerges and the greater the damage to the coolant line 2 , As a result, measures can be taken which are dependent on the size of the leakage.

Der Grenzwert ist als konstante Größe in der Analysevorrichtung 5 hinterlegt. Der Grenzwert ist derart gewählt, dass er die Detektion einer Leckage der Kühlmittelleitung 2 zuverlässig ermöglicht, aber dabei Fehlauslösungen vermeidet. Aufgrund von Reibung und anderen Faktoren verändert sich die Durchflussmenge auch in einer unbeschädigten Kühlmittelleitung 2. Eine gewisse Abweichung liegt also auch in diesen Fall vor. Bei Festlegung des Grenzwertes muss dies beachtet werden. The threshold is a constant in the analyzer 5 deposited. The limit is selected to detect the leakage of the coolant line 2 reliable, but avoids false triggering. Due to friction and other factors, the flow rate also changes in an undamaged coolant line 2 , A certain deviation is therefore also present in this case. When setting the limit, this must be observed.

Mittels der Analysevorrichtung 5 wird die Differenz zwischen der ersten und zweiten Durchflussmenge mit dem Grenzwert verglichen. Überschreitet die Differenz den Grenzwert leitet die Analysevorrichtung 5 ein Signal an eine Anzeigevorrichtung 51 weiter. Die Anzeigevorrichtung 51 gibt daraufhin einen akustischen und visuellen Hinweis an den Insassen ab. Auf diese Weise wird der Insasse über die Beschädigung an der Kühlmittelleitung 2 informiert. Weiterhin ist zweiter Wert in der Analysevorrichtung 5 hinterlegt, der größer als der Grenzwert ist. Die Analysevorrichtung 5 vergleicht die Differenz auch mit dem zweiten Wert. Liegt eine große Leckage vor, also ein Überschreiten des zweiten Wertes durch die Differenz, gibt die Analysevorrichtung 5 ein entsprechendes Signal ab. Dies veranlasst zusätzlich das Abschalten der Batterie 1, um Beschädigungen und Kurzschlüsse zu vermeiden.By means of the analysis device 5 the difference between the first and second flow rates is compared to the limit value. If the difference exceeds the limit value, the analyzer is triggered 5 a signal to a display device 51 further. The display device 51 then gives an audible and visual indication to the occupant. In this way, the occupant becomes aware of the damage to the coolant line 2 informed. Furthermore, second value is in the analysis device 5 deposited, which is greater than the limit. The analyzer 5 compares the difference with the second value. If there is a large leakage, ie an exceeding of the second value by the difference, the analysis device outputs 5 a corresponding signal. This additionally causes the shutdown of the battery 1 to avoid damage and short circuits.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 20120003510 A1 [0003]
EP 2302727 A1 [0005]

Claims

Cooling system for a vehicle battery ( 1 ) comprising at least one coolant line ( 2 ) with a feed ( 21 ) and a process ( 22 ) in a battery area ( 23 ) in thermal contact with the vehicle battery ( 1 ) and through which a coolant is transported, a first flow sensor ( 41 ) located at the inlet ( 21 ), a second flow sensor ( 42 ), which at the expiration ( 22 ), and an analysis device ( 5 ) coupled to the first and second flow sensors, characterized in that the first flow sensor ( 41 ) for determining a first flow rate and the second flow sensor ( 42 ) are suitable for determining a second flow rate and the analysis device ( 5 ) is arranged to form a difference of the first and second flow rate and to compare the difference with a limit value.

Cooling system according to claim 1, characterized in that the limit value is a constant value.

Cooling system according to claim 1, characterized in that the limit value is present as a function of the temperature and / or the amount of the coolant.

Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that the difference is compared with a second value and the second value is greater than the limit value.

Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that the analysis device ( 5 ) upon detection of a leakage of the coolant line ( 2 ) a signal to a display device ( 51 ).

Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that the analysis device ( 5 ) upon detection of a leakage of the coolant line ( 2 ) a signal for switching off the vehicle battery ( 1 ).

Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that a temperature sensor is provided for measuring the temperature of the coolant.

Cooling system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one further flow sensor in the battery area ( 23 ) is provided for determining a flow rate.