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Die Erfindung betrifft eine Entladeeinrichtung für eine elektrische Speichereinrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Entladen einer elektrischen Speichereinrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 6. Für die Erfindung sind dabei Hybrid- und Elektrofahrzeuge als Kraftfahrzeuge und Batterien als elektrische Speichereinrichtungen besonders relevant.
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Aus der
DE 10 2012 109 430 A1 ist ein Verfahren zum Entladen einer Fahrzeugbatterie nach einem Fahrzeugschadensfall bekannt, wobei zunächst bestimmt wird, dass das Fahrzeug in einen Schadensfall verwickelt wurde und daraufhin gegebenenfalls ein Entladen einer Batterie bis zu einem vorbestimmten Ladungszustand erfolgt. Optional sind dabei drei Zielladezustände festgelegt, bis zu denen die Batterie in Abhängigkeit von der Heftigkeit des Schadensereignisses entladen wird. Die Entladung erfolgt über bereits vorgesehene Ausgleichswiderstände oder zusätzliche speziell für die Entladung vorgesehene separate Widerstände.
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In der Regel erfolgt bei bisherigen Lösungen ein Entladen beziehungsweise Passivieren einer Fahrzeugbatterie nach einem Schadensereignis – wie beispielsweise einem Unfall – durch Anlegen einer externen Senke an die Batterie. Dies ist jedoch nur von Fachpersonal durchführbar, da in einem solchen Fall üblicherweise die Schaltschütze der Batterie geöffnet sind und nicht ohne Weiteres wieder geschlossen werden können.
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Aus dem Fahrzeugbau sind zudem Batterien bekannt, an denen ein jeweiliges Kühlelement angeordnet ist, um eine Überhitzung der jeweiligen Batterien während des Betriebes zu vermeiden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Entladeeinrichtung und ein Verfahren zu schaffen beziehungsweise bereitzustellen, womit ein Entladen einer elektrischen Speichereinrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, in besonders vorteilhafter Art und Weise ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Entladeeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst.
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Die vorliegende Erfindung betreffend kann dabei unter einer elektrischen Speichereinrichtung ein Batteriemodul beziehungsweise eine Batterie, welche auch mehrere Zellen umfassen kann, ein Verbund von Zellen einer Batterie oder auch eine einzelne Zelle einer Batterie verstanden werden.
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Um eine Entladeeinrichtung zu schaffen, welche ein Entladen einer elektrischen Speichereinrichtung in besonders vorteilhafter Art und Weise ermöglicht, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Entladeeinrichtung ein Anschlusselement zum elektrischen Anschließen der elektrischen Speichereinrichtung und wenigstens einen Schalter, der zwischen das Anschlusselement und das Kühlelement geschaltet ist, umfasst, sodass die elektrische Speichereinrichtung über das als Entladewiderstand verwendbare Kühlelement entladbar ist. Eine solche Einrichtung bietet eine Reihe von Vorteilen. So ermöglicht die Verwendung des Kühlelements als Entladewiderstand eine schnelle und effektive Entladung der elektrischen Speichereinrichtung, wobei gleichzeitig zusätzliche Bauteile in Form von speziell für diesen Zweck vorgesehenen Entladewiderständen und damit sowohl Kosten als auch Herstellungsaufwand eingespart und die Fehleranfälligkeit der Entladeeinrichtung verringert werden können. Generell kann durch ein Entladen der elektrischen Speichereinrichtung mittels der Entladeeinrichtung die elektrische Speichereinrichtung passiviert werden, wodurch das von der elektrischen Speichereinrichtung ausgehende Gefährdungspotential minimiert wird. Dabei ist jedoch insbesondere zu beachten, dass die elektrische Speichereinrichtung oder Teile davon nicht tiefentladen werden, da es sonst zu Instabilitäten kommen kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Kühlelement mittels einer das Kühlelement durchströmenden Flüssigkeit kühlbar. Durch eine solche Flüssigkeitskühlung ergibt sich der Vorteil, dass eine höhere Wärmeleistung abgeführt und somit die elektrische Speichereinrichtung schneller entladen werden kann, ohne dass es zu Beschädigungen kommt.
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In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das Kühlelement zumindest zu einem Großteil aus einer Aluminium- oder Kupferlegierung mit einer gegenüber dem jeweiligen reinen Metall geringeren elektrischen Leitfähigkeit gefertigt. Sowohl Aluminium als auch Kupfer zeichnen sich in vorteilhafter Weise durch eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit aus, wodurch eine effiziente Kühlung der elektrischen Speichereinrichtung sowohl während des normalen Betriebes als auch während der besonders hohe Anforderungen an die Kühlleistung stellenden Entladung mittels der Entladeeinrichtung ermöglicht wird. Durch die Verwendung einer Aluminium- oder Kupferlegierung anstelle eines sortenreinen Metalls kann sichergestellt werden, dass das Kühlelement einen für die effektive Verwendung als Entladewiderstand ausreichenden elektrischen Widerstand, das heißt eine entsprechend zweckmäßig angepasste elektrische Leitfähigkeit besitzt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Kühlelement als Verbundkühlplatte mit einer Mehrzahl abwechselnd angeordneter Aluminium- und Kunststoffelemente ausgebildet. Eine solche Anordnung weist in vorteilhafter Weise sowohl eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit als auch einen zweckmäßig angepassten elektrischen Widerstand auf, so dass das Kühlelement effektiv und effizient als Entladewiderstand und zur Kühlung der elektrischen Speichereinrichtung genutzt werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Entladeeinrichtung Teil einer Batterievorrichtung, welche zusätzlich eine elektrische Speichereinrichtung und eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Entladens der elektrischen Speichereinrichtung umfasst, wobei die Steuereinrichtung wenigstens eine Schnittstelle zur Erfassung wenigstens eines Signals aufweist und das Entladen der elektrischen Speichereinrichtung in Abhängigkeit von diesem Signal steuert. Dies ermöglicht es, das Entladen der elektrischen Speichereinrichtung auf bestimmte, von externen Einrichtungen signalisierte Ereignisse hin zu veranlassen oder auch bei Vorliegen bestimmter Bedingungen das Entladen der elektrischen Speichereinrichtung zu stoppen, womit beispielsweise eine gegebenenfalls zu Instabilitäten führende Tiefentladung vermieden werden kann.
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Um ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein Entladen einer elektrischen Speichereinrichtung, insbesondere eines Kraftwagens, in besonders vorteilhafter Art und Weise ermöglicht wird, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zunächst das Kühlelement über wenigstens einen Schalter elektrisch an die elektrische Speichereinrichtung angeschlossen wird und daraufhin bei geschlossenem Schalter das Entladen der elektrischen Speichereinrichtung über das Kühlelement erfolgt.
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In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels einer eine Schnittstelle umfassenden Steuereinrichtung ein Signal erfasst und das Entladen der elektrischen Speichereinrichtung von der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem Signal gesteuert.
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Die bisher und im Folgenden sowie in den Patentansprüchen beschriebenen funktionalen Ausbildungen der erfindungsgemäßen Vor- beziehungsweise Einrichtung sind entsprechend sinngemäß auch auf das erfindungsgemäße Verfahren beziehungsweise die zur Ausführung des Verfahrens verwendeten Einrichtungen und Bauteile übertragbar und umgekehrt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer Entladeeinrichtung mit einem Kühlelement, welches mittels Schaltern und eines Anschlusselementes mit Polen einer mehrere Zellen umfassenden Batterie verbunden ist, wobei zwischen der Batterie und dem Kühlelement eine Wärmeleitfolie angeordnet ist; und
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2 eine schematische Abbildung einer Entladeeinrichtung mit einem von einer Kühlflüssigkeit durchströmten Kühlelement, welches über vorliegend geöffnet dargestellte Schalter mit einer Batterie verbunden ist, wobei zwischen den Schaltern und dem Kühlelement zusätzlich jeweils ein Thermoschalter angeordnet ist.
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1 zeigt schematisch eine Entladeeinrichtung 10 und eine Batterie 12, welche mehrere Zellen 20 mit jeweiligen Polen umfasst. Die Entladeeinrichtung 10 umfasst dabei ein Kühlelement 14, ein Anschlusselement 16 sowie zwischen dem Anschlusselement 16 und dem Kühlelement 14 angeordnete Schalter 18, wobei das Anschlusselement 16 mit außenliegenden Polen 24, 26 der Batterie 12 verbunden ist. Zwischen der Batterie 12 und dem Kühlelement 14 ist eine elektrisch isolierende Wärmeleitfolie 28 angeordnet. Das Kühlelement 14 weist eine innere Struktur auf, welche ein oder mehrere den größten Teil des Volumens einnehmende Aluminiumelemente 30 sowie Kunststoffelemente 32 umfasst, wobei die Kunststoffelemente 32 derart angeordnet sind, dass es eine Mehrzahl unmittelbar aneinander angrenzender und abwechselnd angeordneter Aluminium- und Kunststoffbereiche gibt. Durch Schließen der Schalter 18 ist also über das Anschlusselement 16 ein sowohl die Batterie 12 als auch das Kühlelement 16 umfassender geschlossener Stromkreis herstellbar.
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Alternativ oder zusätzlich kann auch über jeweilige zusätzliche, hier nicht dargestellte Anschlusselemente jeweils eine Verbindung des Kühlelementes 14 mit jeder einzelnen Zelle 20 oder mit jeweils einem Verbund oder Zusammenschluss mehrerer Zellen 20 vorgesehen sein. Damit kann also eine Entladung der gesamten Batterie oder gezielt einzelner Zellen oder Zellverbünde erfolgen. Dies gilt jeweils sinngemäß übertragen auch für alle weiteren im Folgenden beschriebenen Vorgänge und Einrichtungen, wobei statt einer Batterie jeweils auch eine sonstige elektrische Speichereinrichtung vorgesehen sein kann.
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Bei bisher bekannten Entladeeinrichtungen für Batterien werden zum gezielten Entladen der Batterie entweder vorhandene, an den einzelnen Zellen der Batterie angeordnete Ausgleichswiderstände oder eine Mehrzahl zusätzlich verbauter Entladewiderstände verwendet. Die Verwendung der dem Ladungsausgleich zwischen den Zellen dienenden Ausgleichswiderstände zum gezielten Entladen der Batterie hat dabei den Nachteil, dass die Ausgleichswiderstände nicht für einen großen Leistungsdurchsatz konzipiert sind und daher die Entladung der Batterie nicht mit hoher Leistung, das heißt also nicht sehr schnell, durchgeführt werden kann, ohne elektrische Komponenten, insbesondere die Ausgleichswiderstände, zu beschädigen. Die Verwendung von zusätzlichen Entladewiderständen für das gezielte Entladen der Batterie bedeutet eine größere Anzahl von Bauteilen und damit einhergehend sowohl eine Steigerung der Herstellungskosten und des Herstellungsaufwandes als auch eine gesteigerte Fehleranfälligkeit.
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Diese Probleme werden durch die vorliegende Erfindung effektiv gelöst, indem eine schnelle Entladungsmöglichkeit mit minimalem Bauteileinsatz realisiert wird. Dazu wird durch Schließen der Schalter 18 die Batterie 12 über den nun geschlossenen Strom- beziehungsweise Leiterkreis aus der Batterie 12, dem an den außenliegenden Polen 24, 26 befestigten Anschlusselement 16 der Entladeeinrichtung 10 und dem Kühlelement 14 die Batterie 12 entladen, wobei das Kühlelement 14 als Entladewiderstand dient, indem die von der Batterie 12 gelieferte elektrische Energie im Wesentlichen in Wärme umgewandelt wird. Dazu ist selbstverständlich das Kühlelement 14 in seiner Dimensionierung und Materialzusammensetzung entsprechend angepasst und ausgelegt. Eine Entladung der Batterie 12 führt zur Passivierung und damit durch Reduzierung der gespeicherten Energiemenge zu einer Minimierung des von der Batterie 12 ausgehenden Gefahrenpotentials.
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Bei der Batterie 12 kann es sich um jede Art von Batterie beziehungsweise Akkumulator handeln, insbesondere jedoch um eine Hochvoltbatterie, beispielsweise auf Basis einer Lithium-Ionen-Technologie. Dabei ist zudem insbesondere der Einsatz einer Hochvoltbatterie als Traktionsbatterie in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges hervorzuheben. In jedem Fall umfasst die Batterie 12 mehrere einzelne Zellen 20 mit jeweiligen Polen an denen Verbindungselemente 22 zum Verbinden der einzelnen Zellen zu einem Gesamtverbund, nämlich der Batterie 12, verbunden sind. Je nach Auslegung und Anforderungen und je nach Einsatzzweck der Batterie 12 können die einzelnen Zellen 20 dabei – gegebenenfalls auch gruppenweise – in Reihe oder in Serie geschaltet beziehungsweise verbunden sein.
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Direkt an die Batterie angeschlossen ist das zur Entladeeinrichtung 10 gehörende Anschlusselement 16, welches seinerseits mehrere Kontakte zum Anschluss an die außenliegenden Pole 24, 26 der Batterie 12 umfasst. Solche Kontakte können beispielsweise als Klemmen oder um entsprechend geformte Kontaktstellen der Pole 24, 26 geführte Ösen ausgebildet sein, die fest mit diesen verbunden oder aber reversibel lösbar an diesen festgelegt sein können. Eine lösbare Verbindung beispielsweise in Form einer Schraubverbindung kann dabei eine Nachrüstbarkeit oder auch eine bessere Wartbarkeit ermöglichen oder beispielsweise einen einfacheren Austausch der Batterie 12 erlauben, ohne dabei auch die Entladeeinrichtung 10 austauschen zu müssen. Alternativ ist jedoch im Rahmen eines Herstellungsprozesses auch eine feste Kombination beziehungsweise Integration der Entladeeinrichtung 10 und der Batterie 12 denkbar, wenn sich dies in der jeweiligen Situation als vorteilhaft darstellt.
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Die zwischen dem Anschlusselement 16 und dem Kühlelement 14 angeordneten und mit diesen elektrisch verbundenen Schalter 18 können auf verschiedene Arten und Weisen realisiert sein. Eine kostengünstige und durch Miniaturisierung platzsparende Ausführung stellen dabei Transistorschalter dar, die sich zudem auf einfache Weise elektrisch ansteuern lassen und wenig fehleranfällig sind.
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Das Kühlelement 14 weist wie bereits dargelegt eine Doppelfunktion auf. In einem Normalbetrieb ist es nicht elektrisch mit der Batterie 12 verbunden, das heißt die Schalter 18 sind geöffnet, und dient der Kühlung der Batterie 12, indem es die dort während des Betriebes erzeugte Wärme möglichst effizient aufnimmt, verteilt und an möglichst von der Batterie 12 abgewandte Bereiche wieder abgibt. In einem Entladebetrieb, das heißt bei geschlossenen Schaltern 18 ist das Kühlelement 14 elektrisch mit der Batterie 12 verbunden und dient während der Entladung der Batterie 12 als Entladewiderstand. Dazu ist es notwendig, dass das Kühlelement zumindest bis zu einem gewissen Grade und zumindest in dem Spannungsbereich der Betriebsspannung der Batterie 12 elektrisch leitfähig ist. Hier ist eine Vielzahl verschiedener Ausführungsformen denkbar, es sind jedoch zwei Varianten besonders hervorzuheben.
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In einer ersten Variante ist das Kühlelement 14 zumindest zu einem großen Teil aus einem Material mit sehr hoher Wärmeleitfähigkeit gefertigt, wobei dieses Material speziell beeinflusst oder angepasst ist, um einen für die Funktionalität des Kühlelementes 12 als Entladewiderstand ausreichend hohen elektrischen Widerstand zu bieten. Dafür erscheinen bestimmte Aluminium- oder Kupferlegierungen, aber auch spezielle elektrisch leitfähige Keramiken oder Kunststoffe beziehungsweise Polymere besonders geeignet.
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In einer zweiten Variante ist das Kühlelement 14 als Verbundkühlelement ausgebildet und besteht dazu vorwiegend aus Aluminium beziehungsweise einem oder mehreren Aluminiumelementen 30, worin in geeigneter Weise Kunststoffelemente 32 eingebettet angeordnet sind, um einen geeigneten elektrischen Widerstandswert des Kühlelementes 14 zu erzielen. Besonders vorteilhaft ist dabei eine abwechselnde Anordnung von Aluminium- und Kunststoffbereichen beziehungsweise Schichten.
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Um die Batterie möglichst effektiv kühlen zu können, ist das Kühlelement 14 so an der Batterie 12 anzuordnen, dass eine möglichst große Kontaktfläche entsteht und/oder die Kontaktfläche diejenigen Stellen der Batterie 12 überdeckt, an denen eine besonders große Wärmeentwicklung auftritt. Um einen Kurzschluss beziehungsweise ein ungewolltes elektrisches Verbinden von Polen oder Kontaktstellen der Batterie 12 durch das elektrisch leitfähige Kühlelement 14 zu vermeiden, ist vorliegend zwischen dem Kontaktelement 14 und der Batterie 12 eine elektrisch isolierende, jedoch möglichst gut wärmeleitende Wärmeleitfolie 28 angeordnet. Sowohl das Kühlelement 14 als auch die Wärmeleitfolie 28 können dabei flächig oder als Platte ausgebildet sein oder in ihrer Form speziell an die Form der Batterie 12 oder sonstige bauliche und konstruktive Gegebenheiten angepasst sein. In jedem Fall sollte bei der Anordnung des Kühlelementes 14 ein ausreichend bemessener, umgebender Bauraum vorgesehen werden, so dass gegebenenfalls für eine ausreichende Belüftung gesorgt werden kann und eine Überhitzung vermieden wird. Zusätzlich ist speziell bei einer Anordnung in einem Kraftfahrzeug ein Kontakt des Kühlelementes 14 mit als Masse dienenden Bauteilen durch galvanische Trennung beziehungsweise einen ausreichend hohen Isolationswiderstand zu vermeiden.
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Die Verwendung des Kühlelementes 14 als Entladewiderstand stellt eine funktional ideale Kombination dar, da das Kühlelement 14 aufgrund seiner Funktion für die Kühlung der Batterie 12 bereits speziell dazu ausgebildet ist, Wärme aufzunehmen und abzutransportieren. Das Kühlelement 14 kann also mit einer hohen elektrischen Leistung belastet werden, sodass eine Entladung der Batterie 12 besonders zügig erfolgen kann. Die Kühlleistung kann dabei durch eine aktive Kühlung beispielsweise durch aktive Lüfter und/oder eine Flüssigkeitskühlung verbessert und optimiert werden. Besonders vorteilhaft an einer solchen Anordnung ist zudem, dass für eine sichere Entladung der Batterie 12 keine externen Mittel und/oder eine besonders Bedienhandlung eines Fachmannes notwendig ist.
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Um die gesamte beschriebene Einrichtung optimal nutzbar zu machen, ist es besonders vorteilhaft, zusätzlich eine hier nicht dargestellte Steuereinrichtung vorzusehen, welche mit wenigstens einer Schnittstelle zur Erfassung wenigstens eines Signals ausgestattet ist und beispielsweise über eine entsprechende Ansteuerung der Schalter 18 das Entladen der Batterie 12 – insbesondere in Abhängigkeit von einem über die Schnittstelle erfassten Signal – steuert. Durch eine solche Steuereinrichtung wird ein situationsangepasster und optimierter sowie automatisierter Einsatz der Entladeeinrichtung 10 ermöglicht.
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Beispielsweise können über die Schnittstelle Signale von externen Einrichtungen empfangen werden, die einen Unfall eines mit einer Batterievorrichtung, welche eine Entladeeinrichtung 10 und eine Batterie 12 umfasst, ausgestatteten Kraftfahrzeuges signalisieren. Daraufhin kann automatisch und ohne äußeres Zutun das Entladen der Batterie 12 gestartet werden, um Fahrzeuginsassen und gegebenenfalls Hilfspersonen nicht zu gefährden. Ebenso kann durch die Steuereinrichtung das Entladen der Batterie 12 auch unterbrochen oder gestoppt werden, wenn beispielsweise ein im Vorhinein festgelegter oder situationsabhängig dynamisch bestimmter Ladezustand beziehungsweise eine gewünschte Entladeschlussspannung der Batterie 12, einer einzelnen Zelle 20 oder eines Zellenverbundes erreicht ist oder bei weiterer Aufrechterhaltung der Entladung eine Überhitzung des Kühlelementes 12 droht. Auf letzteren Fall wird im Rahmen der Beschreibung der 2 im Folgenden näher eingegangen. Um die Entladung zu stoppen, werden die Schalter 18 geöffnet, sodass das Kühlelement 14 dann elektrisch von der Batterie 12 getrennt ist.
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2 zeigt schematische eine prinzipiell ähnliche Anordnung wie 1 mit einer mehrere Zellen 20 umfassenden Batterie 12, einem Kühlelement 14 und zwischen der Batterie 12 und dem Kühlelement 14 angeordneten Schaltern 18. Zusätzlich sind zwischen den jeweiligen Schaltern 18 und den jeweiligen, korrespondierenden Seiten des Kühlelementes 14 Thermoschalter 34 angeordnet und das Kühlelement 14 ist schematisch in einer flüssigkeitsgekühlten Ausführungsform dargestellt. Dazu wird das Kühlelement 14 von einer Kühlflüssigkeit 36 durchströmt, welche durch einen in einem kühlen Bereich 42 des Kühlelementes 14 gelegenen Einlass 38 in das Kühlelement 14 gelangt und durch einen in einem warmen Bereich 44 des Kühlelementes 14 gelegenen Auslass 40 herausgeführt wird. Der Einlass 38 sowie der Auslass 40 sind dabei an einen hier nicht weiter dargestellten Kühlkreislauf angeschlossen, der typischerweise zumindest ein Kühlflüssigkeitsreservoir und eine Pumpe umfasst, mittels welcher die Kühlflüssigkeit 36 durch den Kühlkreislauf getrieben wird. Als Kühlflüssigkeit 36 beziehungsweise als Kühlmedium des Kühlkreislaufes kann beispielsweise Wasserglykol eingesetzt werden.
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Der Verlauf des Kühlkreislaufes innerhalb des Kühlelementes 14 kann dabei auf verschiedene Weise den jeweiligen Bedingungen angepasst werden, um eine möglichst effektive Wärmeabführung zu gewährleisten. Dazu können ein oder mehrere Kanäle, Flüssigkeitsleiter oder sonstige Hohlräume vorgesehen sein, welche sich gradlinig oder in einem beliebig gewundenen oder mäandernden Verlauf innerhalb des Kühlelements 14 erstrecken. In jedem Fall gelangt relativ kühles Kühlmittel 36 an dem Einlass 38 in den innerhalb des Kühlelementes 14 gelegenen Teil des Kühlkreislaufes und nimmt auf seinem Weg durch das Kühlelement 14 bis zum Auslass 40 die von dem übrigen Material des Kühlelementes 14 aufgenommene Wärme auf und führt sie über den Kühlkreislauf somit von der an dem Kühlelement 14 angeordneten Batterie 12 weg.
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Sollten einer oder beide der im Nahbereich des Kühlelementes 14 angeordneten Thermoschalter 34 sich bis zu einer in Abhängigkeit von der thermischen Belastbarkeit des Kühlelementes 14 festgelegten Temperatur erwärmen, so schalten sie durch ihre Konstruktion selbsttätig in einen geöffneten Zustand, so dass die elektrische Verbindung der Batterie 12 mit dem Kühlelement 14 unterbrochen wird, auch wenn die Schalter 18 weiterhin geschlossen sind. Damit wird der Entladevorgang der Batterie 12 über das Kühlelement 14 als Entladewiderstand gestoppt, so dass dieses gegebenenfalls abkühlen kann. Unterschreiten das Kühlelement 14 beziehungsweise beide Thermoschalter 34 eine zweite durch ihre Konstruktion festgelegte Schalttemperatur, so schalten sie in einen geschlossenen Zustand und stellen bei geschlossenen Schaltern 18 somit erneut eine elektrische Verbindung zwischen der Batterie 12 und dem Kühlelement 14 her, so dass die Entladung der Batterie 12 weiterläuft. Alternativ zu einer solchen konstruktiv bedingten Automatisierung, ist es auch denkbar, an dem Kühlelement 14 Temperatursensoren vorzusehen, welche mit der hier nicht gezeigten Steuereinrichtung verbunden sind, welche wiederum in Abhängigkeit von der von den Temperatursensoren gemessenen Temperatur die Entladung der Batterie 12 durch Öffnen und Schließen der Schalter 18 oder speziell für diesen Zweck zusätzlich vorgesehener Schalter entsprechend steuert.
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Für ein Verfahren zum Entladen der Batterie 12 ist zunächst die Entladeeinrichtung 10 mittels des Anschlusselementes 16 elektrisch an die Batterie 12 anzuschließen. Dies kann bereits im Rahmen des Herstellungsprozesses oder im Zuge einer später vorgenommenen Nachrüstung geschehen. Sind eine Steuereinrichtung und entsprechende Signale bereitstellende Sensoren oder Einrichtungen vorgesehen, so kann nun eine Überwachung der Schnittstelle der Steuereinrichtung bezüglich externer Signale oder Ereignisse gestartet werden. Tritt dann eine Situation wie beispielsweise ein Unfall oder ein sonstiges Schadensereignis auf, so ist es vorteilhaft, aber optional, vor der Aktivierung der Entladung der Batterie 12 automatisiert zu prüfen, ob die Batterie 12 sich in einem entladefähigen Zustand befindet, das heißt insbesondere nicht einen Isolationsfehler aufweist. Liegt kein Fehler vor oder wurde auf eine entsprechende Prüfung verzichtet, so kann die Entladung der Batterie 12 durch Schließen der Schalter 18 gestartet werden, wobei optional gleichzeitig eine Überwachung des Ladezustandes der Batterie 12 erfolgen und die Entladung der Batterie 12 durch Öffnen der Schalter 18 gestoppt werden kann, sobald ein vorher definierter und festgelegter oder situationsabhängig dynamisch ermittelter Ladezustand beziehungsweise eine gewünschte Entladeschlussspannung der Batterie 12, einer Zelle 20 oder eines Zellenverbundes erreicht ist. Dabei können auch mehrere verschiedene Ladungszustände oder Entladeschlussspannungen der Batterie 12 als Ziel der Entladung definiert werden, die in Abhängigkeit von der jeweils vorliegenden Situation erreicht werden sollen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Entladeeinrichtung
- 12
- Batterie
- 14
- Kühlelement
- 16
- Anschlusselement
- 18
- Schalter
- 20
- Zellen
- 22
- Verbindungselemente
- 24, 26
- außenliegende Pole
- 28
- Wärmeleitfolie
- 30
- Aluminiumelement
- 32
- Kunststoffelemente
- 34
- Thermoschalter
- 36
- Kühlflüssigkeit
- 38
- Einlass
- 40
- Auslass
- 42
- kühler Bereich
- 44
- warmer Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012109430 A1 [0002]
