DE102017107507A1

DE102017107507A1 - Method and device for cooling heat-sensitive devices in a vehicle

Info

Publication number: DE102017107507A1
Application number: DE102017107507.0A
Authority: DE
Inventors: Alexander Spanner; Ralf Burmester; Karsten Nicolaus; Bernd Kappes
Original assignee: HELBAKO GmbH
Current assignee: HELBAKO GmbH
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2018-10-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Verteilung eines Kühlmediums auf mehrere hitzegefährdete Geräte in einem Fahrzeug, etwa Batteriezellen Die Vorrichtung umfasst einen Kühlmediumzulauf 4 und eine Mehrzahl von mit dem Kühlmediumzulauf 4 koppelbaren und zu den verschiedenen Geräten führenden Kühlmediumabläufen 5-12.

The invention relates to a method and a device for controlling the distribution of a cooling medium to a plurality of heat-endangered devices in a vehicle, such as battery cells. The device comprises a cooling medium inlet 4 and a plurality of cooling medium flows 5-12 which can be coupled to the cooling medium inlet 4 and lead to the various devices.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung hitzeempfindlicher Geräte wie Batterien oder Batteriezellen in einem vollständig oder teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeug mittels eines Kühlmediums.The invention relates to a method for cooling heat-sensitive devices such as batteries or battery cells in a fully or partially electrically driven vehicle by means of a cooling medium.

Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung der Kühlung hitzeempfindlicher Geräte wie Batterien oder Batteriezellen in einem vollständig oder teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeug mittels eines Kühlmediums.Moreover, the invention relates to a device for controlling the cooling of heat-sensitive devices such as batteries or battery cells in a fully or partially electrically driven vehicle by means of a cooling medium.

In elektrisch angetriebenen Fahrzeugen ergibt sich die Notwendigkeit der Temperierung von Geräten wie Batterien, Batteriezellen, Akkumulatoren, der Leistungselektronik etc. über geeignete Einrichtungen. Zukünftig wird die Zahl solcher Geräte, welche der Temperierung bedürfen, sogar noch zunehmen, weil weitere, größere und leistungsfähigere Einrichtungen in einem Fahrzeug installiert werden. Dabei sind Geräte wie Batterien, Batteriezellen, Akkumulatoren etc. Besonders hitzeempfindlich, so dass sie permanenter oder einer Kühlung in Intervallen bedürfenn. Eine separate Versorgung einzelner Batterien etwa mit Kühlmedium verursacht hohe Kosten und ist darüber hinaus auch mit dem Nachteil verbunden, dass von dem ohnehin knappen Platz in einem modernen Fahrzeug weiterer verloren geht.In electrically driven vehicles, the need for temperature control of devices such as batteries, battery cells, accumulators, power electronics, etc., arises through suitable devices. In the future, the number of such devices, which require the temperature control, even increase, because more, larger and more powerful facilities are installed in a vehicle. Devices such as batteries, battery cells, accumulators etc. are particularly sensitive to heat, so that they require permanent or cooling at intervals. A separate supply of individual batteries such as with cooling medium causes high costs and is also associated with the disadvantage that of the already scarce space in a modern vehicle further is lost.

Insofern stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung und Verteilung von Kühlmedium auf mehrere Geräte wie Batterien oder Batteriezellen in einem vollständig oder teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeug zu schaffen, welche sich durch besonders hohe Kompaktheit und eine minimale Anzahl von Aggregaten auszeichnen.In this respect, the present invention has the object to provide a method and an apparatus for controlling and distributing cooling medium on a plurality of devices such as batteries or battery cells in a fully or partially electrically powered vehicle, which is characterized by particularly high compactness and a minimum number of aggregates distinguished.

Diese Aufgabe wird in Bezug auf das Verfahren dadurch gelöst, dass die Verteilung des Kühlmediums zur Kühlung der Geräte gesteuert wird, indem ein Kühlmediumzulauf mit jeweils einem von mehreren, zu dem jeweiligen Gerät oder einer diesem zugeordneten Kühlstelle führenden Kühlmediumabläufen gekoppelt wird.This object is achieved in relation to the method in that the distribution of the cooling medium for cooling the devices is controlled by a cooling medium inlet is coupled to one of several, leading to the respective device or a cooling point associated cooling medium flows.

Verfahrensgemäß erfolgt also die Steuerung der Verteilung des Kühlmediums auf mehrere Geräte in Form von Batterien, Batteriezellen oder Batterieeinheiten, indem nach Bedarf der Kühlmittelzulauf mit demjenigen Kühlmittelablauf gekoppelt wird, der zu dem betreffenden hitzeempfindlichen oder hitzgefährdeten Gerät führt, den es mit Kühlmittel zu beaufschlagen gilt. Wird also z. B. Kühlmittel an einem solchen Gerät benötigt, kommt es zu einer Kopplung zwischen dem Kühlmediumzulauf und dem betreffenden Kühlmediumablauf, der zu dem speziellen Gerät führt. Gleich mehrere Aggregate können dank dieses Verfahrens eingespart werden, weil Tank, Pumpe, Motor, Steuerung etc. nur ein einziges Mal oder zumindest in reduzierter Anzahl in dem Fahrzeug vorhanden zu sein brauchen.According to the method thus takes place the control of the distribution of the cooling medium to several devices in the form of batteries, battery cells or battery units by the coolant supply is coupled as required with that coolant outlet, which leads to the relevant heat-sensitive or heat-sensitive device, which applies it to apply coolant. So if z. B. coolant needed on such a device, there is a coupling between the cooling medium inlet and the relevant cooling medium flow, which leads to the special device. Several units can be saved thanks to this method, because tank, pump, motor, control, etc. need only be present once or at least in a reduced number in the vehicle.

Die notwendige Verbindung zwischen dem Kühlmediumzulauf und dem Kühlmediumablauf in Richtung zu kühlendem Gerät wird hergestellt, indem der Kühlmediumzulauf in Abhängigkeit von der Stellung eines in dem Gehäuse der Vorrichtung angeordneten Rotationskörpers mit dem jeweiligen Kühlmediumablauf gekoppelt wird. Drehung und Ausrichtung des Rotationskörpers sind dabei mit den Kühlmediumabläufen synchronisiert. Die Position des jeweiligen Kühlmittelablaufs gegenüber dem Kühlmittelzulauf bestimmt sich also durch die Stellung eines in dem Gehäuse der Vorrichtung angeordneten Rotationskörpers. Letzterer gibt durch seine Stellung vor, welcher Ablauf und damit welche Batteriezelle aktuell durch eine temporäre Verbindung mit dem Zulauf mit Kühlmittel beaufschlagt werden kann.The necessary connection between the cooling medium inlet and the cooling medium outlet in the direction of the device to be cooled is produced by coupling the cooling medium inlet in dependence on the position of a rotary body arranged in the housing of the device with the respective cooling medium outlet. Rotation and orientation of the rotating body are synchronized with the Kühlmediumabläufen. The position of the respective coolant outlet with respect to the coolant inlet is thus determined by the position of a rotational body arranged in the housing of the device. The latter specifies by its position, which process and thus which battery cell can currently be acted upon by a temporary connection to the inlet with coolant.

In Bezug auf die Vorrichtung wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vorrichtung einen Kühlmediumzulauf und eine Mehrzahl von mit dem Kühlmediumzulauf koppelbaren und zu dem jeweiligen Gerät führenden Kühlmediumabläufen aufweist.With regard to the device, the object according to the invention is achieved in that the device has a cooling medium inlet and a plurality of cooling medium drains which can be coupled to the cooling medium inlet and lead to the respective device.

Wird Kühlmedium an einem Gerät benötigt, erfolgt eine Verbindung bzw. Kopplung zwischen dem vorrichtungsseitigen Kühlmittelzulauf und dem betreffenden Kühlmittelaublauf der Vorrichtung, welcher zu dem einschlägigen Gerät oder einer diesem zugewiesenen Kühlstelle in Form mit Kühlmedium zu beaufschlagender Batteriezellen o. Ä. führt. Damit ist eine mit hoher Präzision arbeitende Vorrichtung realisiert, welche dank der zentralen und nach Möglichkeit pro Fahrzeug nur noch einfach vorhandenen Aggregate besonders kompakt bauen kann.If cooling medium is required on a device, there is a connection or coupling between the device-side coolant inlet and the respective coolant outlet of the device, which to the relevant device or assigned to this cooling point in the form of cooling medium to be acted upon battery cells o. Ä. leads. This is a high-precision device is realized, which can build very compact thanks to the central and possibly only easily available per vehicle aggregates.

Der jeweilige Kühlmittelablauf ist in Abhängigkeit von der Stellung eines in dem Gehäuse der Vorrichtung angeordneten Rotationskörpers mit dem Kühlmittelzulauf koppelbar. D. h. die Drehung bzw. Ausrichtung des Rotationskörpers ist mit den Kühlmediumabläufen synchronisiert. Stehen der Kühlmediumzulauf und der betreffende, zu dem gewünschten Gerät führende Ablauf in Verbindung, weil der Rotationskörper die entsprechende Position eingenommen hat, wird das Kühlmedium entsprechend präzise verteilt.The respective coolant outlet can be coupled to the coolant inlet as a function of the position of a rotational body arranged in the housing of the device. Ie. the rotation of the rotating body is synchronized with the cooling medium drains. Stand the cooling medium inlet and the relevant, leading to the desired device outlet in connection, because the rotary body has taken the appropriate position, the cooling medium is distributed accordingly precise.

Konkret sieht dies so aus, dass in den Rotationskörper ein Kanal integriert ist, über welchen der Kühlmittelzulauf in Abhängigkeit von der Stellung des Rotationskörpers mit dem jeweiligen Kühlmittelablauf koppelbar ist. Dieser z. B. im weiteren Sinne U-förmige Kanal ist Bestandteil des Rotationskörpers.Concretely, this provides that in the rotary body, a channel is integrated, via which the coolant supply can be coupled depending on the position of the rotary body with the respective coolant outlet. This z. B. in the broader sense U-shaped channel is part of the body of revolution.

Vorgesehen ist dabei, dass der Kanal sich in radialer oder in axialer Richtung des Rotationskörpers erstreckt und auf diese Weise die Verbindung zwischen dem Kühlmediumzulauf und dem jeweils mit diesem zu koppelnden Kühlmediumablauf herstellen kann. It is envisaged that the channel extends in the radial or in the axial direction of the rotary body and in this way can establish the connection between the cooling medium inlet and the respective cooling medium to be coupled with this.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine Anschlussplatte aufweist, an deren Außenseite die Anschlüsse für den Kühlmediumzulauf und die Kühlmediumabläufe vorgesehen sind. Diese Anschlussplatte bildet den äußeren Abschluss des Gehäuses und ist gegenüber dem Rotationskörper abgedichtet. Der Zulauf sowie die zahlreichen Abläufe gruppieren sich im Bereich dieser Anschlussplatte, wobei der dahinter positionierte Rotationskörper mit seiner jeweiligen Positionierung vorgibt, mit welchem Ablauf der Zulauf gerade in Verbindung steht.According to a further embodiment of the invention, it is provided that the housing has a connection plate, on the outside of which the connections for the cooling medium inlet and the cooling medium sequences are provided. This terminal plate forms the outer end of the housing and is sealed against the rotating body. The inlet and the numerous processes are grouped in the area of this connection plate, wherein the rotational body positioned behind it with its respective positioning dictates with which outlet the inlet is currently in communication.

Dass auf der Abschlussplatte der Anschluss für den Kühlmittelzulauf zentral und die Anschlüsse für den Kühlmittelablauf kranzartig um den Anschluss für den Kühlmittelzulauf in radialer Richtung verteilt angeordnet sind, korrespondiert mit der Ausbildung des Rotationskörpers bzw. dem in diesen integrierten Kanal. In der Art eines Revolvermagazins kann damit der Kühlmittelzulauf mit den diversen Abläufen gekoppelt werden.That on the end plate of the connection for the coolant inlet centrally and the connections for the coolant outlet are arranged like a wreath around the connection for the coolant inlet in the radial direction, corresponds to the formation of the rotary body or the integrated channel in this. In the manner of a revolver magazine so that the coolant supply can be coupled with the various processes.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass auf der Anschlussplatte der Anschluss für den Kühlmediumzulauf zentral und die Anschlüsse für den Kühlmediumablauf kranzartig auf der dem Anschluss für den Kühlmittelzulauf gegenüberliegenden Seite in radialer Richtung verteilt angeordnet sind.A further advantageous embodiment of the invention provides that on the connection plate of the connection for the cooling medium inlet centrally and the connections for the cooling medium flow are arranged in a circle on the opposite side of the connection for the coolant inlet side in the radial direction.

Weitere Variationsmöglichkeiten ergeben sich, wenn auf der Anschlussplatte der Anschluss für den Kühlmittelzulauf an einer Seite und die Anschlüsse für den Kühlmittelablauf in einer Reihe an derselben Seite, an gegenüber liegenden Seiten oder auf mehrere Seiten verteilt angeordnet sind.Further variations are possible if the connection for the coolant inlet on one side and the connections for the coolant outlet are arranged distributed on the connection plate in a row on the same side, on opposite sides or on several sides.

Es wurde bereits angesprochen, dass diverse Aggregate dank der zentralen Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingespart werden können. So empfiehlt es sich z. B., dass in dem Gehäuse jeweils nur ein Elektromotor und/oder jeweils nur ein Steuergerät für den Rotationskörper angeordnet sind. Das Steuergerät kann ein oder auch zwei Elektromotoren sowie Heizkreise ansteuern. Denkbar ist der Einsatz von DC- oder EC-Elektromotoren. Vorteilhaft ist bei einem EC-Motor, dass dieser von sich aus in der Lage ist festzustellen, in welcher Position sich der Rotationskörper aktuell befindet und somit ohne einen separaten Positionssensor auskommt. Außerdem können auch lernende Algorithmen zur Optimierung der Abläufe im Rahmen der Steuerung hinterlegt werden.It has already been mentioned that various units can be saved thanks to the central design of the device according to the invention. So it is recommended z. B., that in the housing only one electric motor and / or in each case only one control device for the rotary body are arranged. The control unit can control one or even two electric motors and heating circuits. Conceivable is the use of DC or EC electric motors. It is advantageous in an EC motor that it is capable of determining in which position the rotating body is currently located and thus manages without a separate position sensor. In addition, learning algorithms for optimizing the processes within the framework of the control can also be stored.

Eine verbesserte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Steuergerät über eine Kommunikationsschnittstelle mit dem Fahrzeug vernetzt ist, womit ebenfalls weitere Vorteile verbunden sind. So kann über den Datenaustausch z. B. der Stand von Scheibenwischern, die Funktionsfähigkeit einer Pumpe oder die Aufrechterhaltung der Strömungsverhältnisse abgefragt und diagnostiziert werden.An improved embodiment of the invention provides that the control unit is networked via a communication interface with the vehicle, which also has other advantages. So can over the data exchange z. As the status of windshield wipers, the functioning of a pump or the maintenance of the flow conditions are queried and diagnosed.

Wenn der Elektromotor und/oder der Rotationskörper in beide Richtungen drehbar ausgebildet ist, können insbesondere benachbarte Kühlmittelabläufe direkt und folglich schneller angesprochen werden, sodass sich die Wege bei der Ausrichtung des Rotationskörpers entscheidend verkürzen.If the electric motor and / or the rotational body is designed to be rotatable in both directions, in particular adjacent coolant flows can be addressed directly and consequently more quickly, so that the paths in the orientation of the rotational body are decisively shortened.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass als Antrieb für den Rotationskörper ein Direktantrieb, ein Getriebe oder ein Schneckengetriebe dient. Letzteres entspricht einer Ausführungsform, bei der das Schneckengetriebe mit einem dem Rotationskörper zugeordneten Zahnkranz zur Übertragung der Drehmomente korrespondiert.According to the invention it is further provided that serves as a drive for the rotary body, a direct drive, a gear or a worm gear. The latter corresponds to an embodiment in which the worm gear with a rotational body associated with the sprocket for transmitting the torques corresponds.

Es empfiehlt sich ferner, dass in das Gehäuse mindestens ein Positionssensor zur Ermittlung und/oder Kalibration der Position des Rotationskörpers integriert ist. Gerade bei einer aus einem Nass- und einem Trockenbereich bestehenden Vorrichtung erfolgt die Erkennung durch den Übergang zwischen den beiden Bereichen. Der Sensor zum Auswerten ist dabei auf der Trockenseite positioniert. Zur Einsparung einer Verkabelung kann der Sensor auch direkt auf der Leiterplatte der Steuerung angebracht sein.It is further recommended that at least one position sensor for determining and / or calibrating the position of the rotating body is integrated in the housing. Especially in the case of a device consisting of a wet and a dry area, detection takes place through the transition between the two areas. The sensor for evaluation is positioned on the dry side. To save wiring, the sensor can also be mounted directly on the PCB of the controller.

Ergänzend dazu ist vorgesehen, dass die Positionserkennung des Rotationskörpers über das Zusammenspiel eines Sensors und eines Magneten erfolgt. Bei dieser Variante ist der Magnet dem Rotationskörper und der Sensor der Steuerung im Trockenbereich zugeordnet. Der Sensor kann dabei die Lage des Magnetfeldes erkennen. Über den Sensor werden die Drehungen des Rotationskörpers, respektive dessen Positionierung über den Magneten erfasst bzw. gesteuert.In addition to this, it is provided that the position detection of the rotating body takes place via the interaction of a sensor and a magnet. In this variant, the magnet is associated with the rotating body and the sensor of the controller in the dry area. The sensor can detect the position of the magnetic field. About the sensor, the rotations of the rotating body, respectively its positioning are detected or controlled by the magnet.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Drehzahl- und/oder Drehrichtungserkennung des Rotationskörpers über die Auswertung von Rippelstrom erfolgt. Dies gewährleistet eine sanften Anlauf und eine exakte Positionsansteuerung in Verbindung mit der Kopplung des Kühlmittelzulaufs mit dem jeweiligen Ablauf.A further preferred embodiment of the invention provides that the rotational speed and / or rotational direction detection of the rotational body takes place via the evaluation of ripple current. This ensures a smooth start-up and an exact position control in connection with the coupling of the coolant inlet with the respective sequence.

Alternativ dazu wird vorgeschlagen, dass die Positionierung des Rotationskörpers über eine Geschwindigkeits- und/oder Verfahrwegregelung erfolgt. Auch dies versteht sich als Möglichkeit eines sanften Annäherns an die jeweilige dem gekoppelten Zustand entsprechende Endposition zwischen Zu- und Ablauf.Alternatively, it is proposed that the positioning of the rotary body via a speed and / or travel control he follows. This, too, is understood as a possibility of a gentle approach to the respective end position between inlet and outlet that corresponds to the coupled state.

Ohne Vorsehen eines Sensors ist es zweckmäßig, wenn die Positionserkennung des Rotationskörpers durch eine 3D-Rastkurve erfolgt. Beim Verlassen einer definierten Position wird durch die 3D-Rastkurve ein deutlich höherer Strom benötigt. Danach setzt eine Periode mit gleichbleibend geringerem Strom ein. Die exakte Ausrichtung der neuen Position übernimmt dann die 3D-Rastkurve bei dieser Ausführungsform.Without provision of a sensor, it is expedient if the position detection of the rotation body is effected by a 3D latching curve. When leaving a defined position, the 3D latching curve requires a significantly higher current. Thereafter, a period begins with a constant lower current. The exact alignment of the new position then assumes the 3D latching curve in this embodiment.

In diesem Zusammenhang ist es auch hilfreich, wenn in dem Gehäuse mindestens ein Sensor zur Ermittlung der Kühlmitteltemperatur vorgesehen ist, welcher im Zusammenspiel mit der Steuerung dann eben dieses von Vereisungen freie Kühlmedium gewährleistet.In this context, it is also helpful if at least one sensor for determining the coolant temperature is provided in the housing, which then ensures in cooperation with the controller just this free of icing cooling medium.

Es wurde bereits angesprochen, dass es zweckmäßig ist, wenn das Gehäuse über einen Nassbereich und einen Trockenbereich verfügt, wobei die Schnittstelle zwischen beiden Bereichen abgedichtet ist. Dem Nassbereich ist dabei insbesondere der Rotationskörper, dem Trockenbereich sind Steuerung, Leiterplatte, Antriebseinheit, Sensoren zur Auswertung der Positionserkennung, Signalgeber zur Positionserkennung, Sensoraufnahme, Ansteuerung der Aktoren, Auswertung von Sensoren für die Fahrzeuganbindung etc. zugeordnet. Dabei bilden in vorteilhafter Weise der Elektromotor und der Rotationskörper separate Einheiten, die in einem Fügeprozess zusammengebaut werden können. Die Schnittstelle zwischen Motor und Rotationskörper wird beim Fügen automatisch mit abgedichtet.It has already been mentioned that it is expedient for the housing to have a wet area and a dry area, the interface between both areas being sealed off. The wet area is in particular the rotary body, the dry area are control, circuit board, drive unit, sensors for evaluating the position detection, signal generator for position detection, sensor recording, control of the actuators, evaluation of sensors for vehicle interfacing, etc. assigned. In this case, advantageously, the electric motor and the rotary body form separate units that can be assembled in a joining process. The interface between the motor and the rotating body is automatically sealed during joining.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung mit einer Einrichtung zur Messung der Konzentration von Frostschutzmittel in dem Kühlmedium ausgestattet ist, um entsprechenden Vereisungen in der kalten Jahreszeit effektiv entgegenwirken zu können.A further advantageous embodiment of the invention provides that the device is equipped with a device for measuring the concentration of antifreeze in the cooling medium in order to effectively counteract corresponding glaciations in the cold season.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Verteilung von Kühlmedium auf mehrere Geräte in Form von Batterien, Batteriezellen, Batterieeinheiten, Akkumulatoren etc. in einem vollständig oder teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeug geschaffen sind, welche ein völlig neues Management des Kühlmediums in dem Fahrzeug ermöglichen. Maßgebliche Bedeutung kommt dabei einem in einem Gehäuse der Vorrichtung positionierten angetriebenen Rotationskörper zu. Dessen Rotation ist abgestimmt auf die Stellung eines von einem Speicher versorgten Kühlmediumzulaufs zu einer Vielzahl von Kühlmediumabläufen in Richtung Geräten wie Batteriezellen etc. oder diesen in ihrer Peripherie zugeordneten Kühlstellen. Dabei wird der Zulauf mit dem mit dem zu versorgenden Gerät korrespondierenden Mediumablauf gekoppelt, d. h. verbunden, sodass Kühlmedium fließen kann. Gilt es, ein anderes Gerät mit Kühlmedium aus einem Speicher zu dessen Vorhaltung zu versorgen, erfolgt dies über das Steuergerät und die durch dieses ausgelöste Verdrehung des Rotationskörpers in die entsprechende Position. Die Erfindung umfasst dabei mehrere Varianten, was die Positionierung der Abläufe und des Zulaufs betrifft. Nach einer ersten ist der Kühlmediumzulauf zentral positioniert und je nach Positionierung des Rotationskörpers gelangt das Medium zum Zulauf in radialer Richtung zu dem zu dem relevanten Abnehmer führenden Anschluss, während nach einer zweiten Variante Gehäuse und Rotationskörper eine längliche Form aufweisen und der Kanal den Rotationsköroper in axialer Richtung durchschreitet, wobei über radiale Bohrungen der Kontakt zwischen Kanal und Kühlmediumabläufen hergestellt wird. Aggregate wie Tank, Pumpe, Steuerung, Antrieb oder Sensorik müssen zukünftig nur noch ein einziges Mal vorhanden sein, weil sämtliche Abnehmer zentral über die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Kühlmedium versorg werden können.The invention is characterized in particular by the fact that a method and a device for controlling the distribution of cooling medium to a plurality of devices in the form of batteries, battery cells, battery units, accumulators, etc. are provided in a fully or partially electrically powered vehicle, which is a completely new Allow management of the cooling medium in the vehicle. Significant importance comes here to a positioned in a housing of the device driven rotary body. Its rotation is tuned to the position of a supplied from a memory cooling medium inlet to a variety of cooling medium flows towards devices such as battery cells, etc., or these associated in their periphery cooling points. In this case, the inlet is coupled to the corresponding with the device to be supplied medium flow, d. H. connected, so that cooling medium can flow. Is it to supply another device with cooling medium from a memory to its provision, this is done via the control unit and triggered by this rotation of the rotary body in the appropriate position. The invention encompasses several variants, which relates to the positioning of the processes and the inlet. After a first, the cooling medium inlet is centrally positioned and depending on the positioning of the rotating body, the medium passes to the inlet in the radial direction to the connection leading to the relevant customer, while according to a second variant housing and rotating body have an elongated shape and the channel Rotationsköroper in axial Direction passes through the radial contact holes between the channel and Kühlmediumabläufen is made. Aggregates such as tank, pump, control, drive or sensor must be available only once in the future, because all customers can be supplied centrally via the device according to the invention with cooling medium.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

1 ein Gehäuse in Draufsicht,
2 ein Gehäuse in Seitenansicht, teilweise im Schnitt,
3 eine Variante zu 1,
4 eine Variante zu 2,
5 ein Gehäuse mit Abläufen in Reihe in Seitenansicht,
6 das Gehäuse nach 5 in Draufsicht und
7 einen Rotationskörper.

Further details and advantages of the subject invention will become apparent from the following description of the accompanying drawings in which a preferred embodiment with the necessary details and individual parts is shown. Show it:

1 a housing in plan view,
2 a housing in side view, partly in section,
3 a variant too 1 .
4 a variant too 2 .
5 a housing with processes in series in side view,
6 the housing after 5 in plan view and
7 a rotation body.

1 zeigt ein Gehäuse 3 der Vorrichtung 1 zur Steuerung der Kühlung hitzeempfindlicher Geräte, bei dem besonders gut die Anschlussplatte 16 mit dem zentralen Kühlmittelzulauf 4 und den darum kranzartig gruppierten Kühlmittelabläufen 5-10 erkennbar ist. Je nach Positionierung des in dem Gehäuse 3 hinter der Anschlussplatte 16 verborgenen Rotationskörpers steht der zentrale, von einem hier nicht gezeigten Kühlmittelspeicher versorgte Kühlmittelzulauf 4 mit dem jeweiligen Kühlmittelablauf 5 - 10 in Verbindung, sodass das Kühlmittel zu den jeweiligen Geräten z. B. in Form von Batteriezellen etc. oder Kühlstellen in deren Peripherie gelangen kann. Zulauf 4 und Abläufe 5 - 10 weisen dazu entsprechende Anschlüsse auf oder sind als solche ausgebildet, um über Leitungen direkt oder indirekt mit den Geräten verbunden werden zu können. 1 shows a housing 3 the device 1 for controlling the cooling of heat-sensitive devices, in which particularly well the connection plate 16 with the central coolant inlet 4 and therefore the corona-like grouped coolant flows 5 - 10 is recognizable. Depending on the positioning of the case in the case 3 behind the connection plate 16 hidden rotational body is the central, supplied by a coolant storage, not shown here coolant inlet 4 with the respective coolant outlet 5 - 10 in connection, so that the coolant to the respective devices z. B. in the form of battery cells, etc., or cold spots can reach the periphery. Intake 4 and processes 5 - 10 have corresponding connections or are designed as such to be connected via lines directly or indirectly with the devices can.

Das Innenleben des teilweise geschnitten dargestellten Gehäuses 3 zeigt nun 2. Besonderes Augenmerk gilt dabei dem Rotationskörper 2 im Nassbereich der Vorrichtung 1. Der Rotationskörper 2 wird über einen hier nicht dargestellten Motor angetrieben, ein Schneckengetriebe 18 steht mit einem Zahnkranz 28 des Rotationskörpers 2 so in Kontakt, dass Drehmomente in beide Richtungen übertragen werden können, um die Wege zwischen den einzelnen Kühlmittelabläufen zu verkürzen. Der Rotationskörper 2 weist an seiner der Abschlussplatte 16 zugewandten Vorderseite 26 einen im weitesten Sinne U-förmig ausgebildeten Kanal 13 auf, welcher die Verbindung zwischen dem Zulauf 4 und dem jeweiligen Ablauf, hier ist es der mit dem Bezugszeichen 10 versehene, herstellt, so dass Kühlmittel über den Ablauf 10 direkt oder indirekt letztlich zu dem diesem zugeordneten Gerät gelangen kann. Das Drehen des Rotationskörpers 2 gibt also über den Kanal 13 vor, mit welchem Ablauf 5 - 10 der Zulauf 4 jeweils gekoppelt ist, d. h. in Verbindung steht. Über den Sensor 20 werden die Drehungen des Rotationskörpers 2, respektive dessen Positionierung über den Magneten 21 erfasst bzw. gesteuert.The interior of the partially cut housing shown 3 shows now 2 , Particular attention is paid to the rotation body 2 in the wet area of the device 1 , The rotation body 2 is driven by a motor, not shown here, a worm gear 18 stands with a sprocket 28 of the rotational body 2 in contact so that torques can be transmitted in both directions in order to shorten the paths between the individual coolant outlets. The rotation body 2 indicates at its the end plate 16 facing front 26 a in the broadest sense U-shaped channel 13 on which the connection between the inlet 4 and the respective procedure, here it is the one with the reference number 10 provided, produces, so that coolant over the drain 10 directly or indirectly ultimately can reach the associated device. Turning the rotating body 2 So there is over the channel 13 before, with which procedure 5 - 10 the inlet 4 each is coupled, that is in communication. About the sensor 20 become the rotations of the rotation body 2 , respectively its positioning over the magnet 21 recorded or controlled.

Maßgeblicher Unterschied dazu ist in 3 der auf der Vorderseite 26 fehlende zentrale Kühlmittelzulauf, stattdessen sind nur sechs Abläufe auf der Vorderseite 26 mit der Anschlussplatte 16 des Gehäuses 3 vorhanden.Significant difference is in 3 the one on the front 26 missing central coolant supply, instead, only six processes are on the front 26 with the connection plate 16 of the housing 3 available.

Wie dann 4 illustriert, sind bei den in den 3 und 4 gezeigten Varianten der Erfindung Kühlmittelzulauf 4 einerseits und die Kühlmittelabläufe 5 - 10 andererseits auf unterschiedlichen Seiten 26, 27 des Gehäuses 3 positioniert. Symbolisiert durch den Pfeil 28 gelangt das Kühlmedium durch den zentralen Kühlmittelzulauf 4 in das Gehäuse 3, genauer gesagt in den Rotationskörper 2 mit dem Kanal 13, über den die Verbindung zwischen dem Zulauf 4 und den Abläufen, von denen hier zwei beispielhaft mit den Bezugszeichen 7 und 10 versehen sind. Letzterer steht in der Darstellung nach 4 in Kontakt mit dem Anschluss, d. h. das Kühlmittel kann fließen oder strömen, symbolisiert durch den Pfeil 29.How then 4 Illustrated are in the in the 3 and 4 shown variants of the invention coolant inlet 4 on the one hand and the coolant flows 5 - 10 on the other hand on different sides 26 . 27 of the housing 3 positioned. Symbolized by the arrow 28 the cooling medium passes through the central coolant inlet 4 in the case 3 more precisely in the rotation body 2 with the channel 13 , about which the connection between the inlet 4 and the procedures, two of which here by way of example with the reference numerals 7 and 10 are provided. The latter follows in the presentation 4 in contact with the connection, ie the coolant can flow or flow, symbolized by the arrow 29 ,

Die 5, 6 und 7 zeigen die Variante der Erfindung mit dem länglichen Gehäuse 3. Wiederum symbolisiert durch den Pfeil 28 gelangt das Kühlmedium durch den Zulauf 4 in den Kanal 13 in dem Rotationskörper 2 in dem Gehäuse 3. Sechs Anschlüsse für den Kühlmittelablauf sind in Reihe positioniert. In der Darstellung gemäß 5 gelangt das Medium dann, symbolisiert durch den Pfeil 30, und den Zulauf 15 zum Ablauf 7, wo z. B. ein zu dem entsprechenden Gerät führender Schlauch befestigt sein kann. Der Sensor 20 steht im Zusammenspiel mit dem Magneten 21 zur Feststellung der Positionierung des Rotationskörpers 2. Der nicht gezeigte Motor, der prinzipiell sowohl im Trocken- als auch im Nassbereich der Vorrichtung eingebaut werden könnte, wird über das Steuergerät 17 mit einer Leiterplatte angesprochen.The 5 . 6 and 7 show the variant of the invention with the elongated housing 3 , Again symbolized by the arrow 28 the cooling medium passes through the inlet 4 in the channel 13 in the rotation body 2 in the case 3 , Six connections for the coolant outlet are positioned in series. In the illustration according to 5 the medium then passes, symbolized by the arrow 30 , and the inflow 15 the end 7 where z. B. may be attached to the corresponding device leading hose. The sensor 20 is in interaction with the magnet 21 for determining the positioning of the rotating body 2 , The motor, not shown, which could be installed in principle in both the dry and in the wet area of the device is via the control unit 17 addressed with a circuit board.

6 zeigt das Gehäuse 3 der Vorrichtung 1 mit den sechs Abflüssen 5 - 10 in Draufsicht. 6 shows the case 3 the device 1 with the six outlets 5 - 10 in plan view.

Schließlich zeigt 7 einen Rotationskörper 2 mit vier beispielhaften, als Auslass dienenden Bohrungen 22 - 25, welche sich, über den Rotationskörper 2 verteilt, erstrecken. Die Positionierung dieser Bohrungen 22 - 25 etc. gibt vor, welche der jeweiligen Bohrungen so mit einem Abfluss in dem hier nicht dargestellten Gehäuse in Verbindung steht, dass Kühlmedium zwischen Zu- und Ablauf fließen kann.Finally shows 7 a rotation body 2 with four exemplary, as drilling holes 22 - 25 , which, about the body of revolution 2 distributed, extend. The positioning of these holes 22 - 25 etc. specifies which of the respective bores is in communication with a drain in the housing, not shown here, that cooling medium can flow between inlet and outlet.

Claims

A method for cooling heat-sensitive devices such as batteries or battery cells in a fully or partially electrically powered vehicle by means of a cooling medium, wherein the distribution of the cooling medium for cooling the devices is controlled by a cooling medium inlet is coupled to each one of several, leading to the respective device Kühlmediumabläufen ,

Method according to Claim 1 , characterized in that the cooling medium inlet is coupled in dependence on the position of a arranged in the housing of the device rotating body with the respective cooling medium flow.

Device (1) for controlling the cooling of heat-sensitive devices such as batteries or battery cells in a fully or partially electrically powered vehicle by means of a cooling medium, the device (1) a cooling medium inlet (4) and a plurality of with the cooling medium inlet (4) coupled to and having the respective device leading Kühlmediumabläufen (5 - 10).

Device after Claim 3 , characterized in that the respective cooling medium drain (5 - 10) in dependence on the position of a in the housing (3) of the device (1) arranged rotary body (2) with the cooling medium inlet (4) can be coupled.

Device after Claim 4 , characterized in that in the rotary body (2), a channel (13) is integrated, via which the cooling medium inlet (4) in dependence on the position of Rotation body with the respective cooling medium flow (5- 10) can be coupled.

Device after Claim 5 , characterized in that the channel (13) extends in the radial or in the axial direction of the rotary body (2).

Device after Claim 3 , characterized in that the housing (3) has a connection plate (16), on the outside of the connections for the cooling medium inlet (4) and the cooling medium flows (5 -10) are provided.

Device after Claim 7 , characterized in that on the connecting plate (16) the connection for the cooling medium inlet (4) centrally and the connections for the cooling medium flow (5-10) are arranged distributed in the radial direction around the connection for the cooling medium inlet (4).

Device after Claim 7 , characterized in that on the connecting plate (16) the connection for the cooling medium inlet (4) centrally and the connections for the cooling medium flow (5-10) are arranged distributed in the radial direction on the opposite side of the connection for the cooling medium inlet (4) ,

Device after Claim 7 , characterized in that arranged on the connecting plate (16) the connection for the cooling medium inlet (4) on one side and the connections for the cooling medium drain (5-10) in a row on the same side, on opposite sides or on several sides are.

Device after Claim 7 , characterized in that in the housing (3) an electric motor and / or a control device (17) for the rotary body (2) are arranged.

Device after Claim 11 , characterized in that the control unit (17) is networked via a communication interface with the vehicle.

Device after Claim 11 , characterized in that the electric motor and / or the rotary body (2) is rotatable in both directions.

Device after Claim 4 , characterized in that a direct drive, a gear or a worm gear (18) serves as a drive for the rotary body (2).

Device after Claim 4 , characterized in that in the housing (3) at least one position sensor (20) for determining and / or calibration of the position of the rotary body (3) is integrated.

Device after Claim 4 , characterized in that the position detection of the rotary body (2) via the interaction of a sensor (20) and a magnet (21).

Device after Claim 4 , characterized in that the speed and / or direction of rotation detection of the rotary body (2) via the evaluation of Rippelstrom takes place.

Device after Claim 4 , characterized in that the positioning of the rotary body (2) via a speed and / or travel path control.

Device after Claim 4 , characterized in that the position detection of the rotary body (2) is effected by a 3D latching curve.

Device after Claim 4 , characterized in that in the housing (3) at least one sensor for determining the cooling medium temperature is provided.

Device after Claim 4 , characterized in that the housing (3) has a wet area and a dry area, wherein the interface between both areas is sealed.

Device after Claim 3 , characterized in that the device (1) is equipped with a device for measuring the concentration of antifreeze in the cooling water.