DE102017127317B4

DE102017127317B4 - Vehicle with cooling textile for electric motor or battery

Info

Publication number: DE102017127317B4
Application number: DE102017127317.4A
Authority: DE
Inventors: Gabriele Renner
Original assignee: Pervormance International GmbH
Current assignee: Pervormance International GmbH
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2021-10-28
Anticipated expiration: 2037-11-21
Also published as: DE102017127317A1

Abstract

Fahrzeug mit einem Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeugs und mit einer wiederaufladbaren Batterie zur Versorgung des Elektromotors mit elektrischer Energie, wobei das Fahrzeug ein Textil aufweist, das einen Vliesstoff umfasst, der mit einem superabsorbierenden Polymer beladen ist, und wobei eine Befeuchtungsvorrichtung vorgesehen ist, die ausgebildet ist, Wasser an das Textil abzugeben, dadurch gekennzeichnet, dass das Textil direkt an der Batterie oder dem Elektromotor angeordnet ist.Vehicle with an electric motor for driving the vehicle and with a rechargeable battery for supplying the electric motor with electrical energy, wherein the vehicle has a textile which comprises a nonwoven fabric which is loaded with a superabsorbent polymer, and wherein a humidifying device is provided which is formed is to deliver water to the textile, characterized in that the textile is arranged directly on the battery or the electric motor.

Description

Fahrzeug mit Kühltextil für Elektromotor oder BatterieVehicle with cooling textile for electric motor or battery

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeugs und mit einer wiederaufladbaren Batterie zur Versorgung des Elektromotors mit elektrischer Energie, wobei ein mit Feuchtigkeit beladbares Textil zur energieeffizienten Kühlung der Batterie vorgesehen ist.The invention relates to a vehicle with an electric motor for driving the vehicle and with a rechargeable battery for supplying the electric motor with electrical energy, a moisture-laden textile being provided for energy-efficient cooling of the battery.

In Elektrofahrzeugen aber auch in Hybridfahrzeugen ist es wichtig, die Batterie wenn möglich in einem optimalen Temperaturbereich zu halten und eine Überhitzung ebenso zu vermeiden wir eine Unterkühlung. Wird die Batterie beispielsweise im Sommer auf über 45°C statt auf die optimalen 20-35°C überhitzt, verkürzt sich die Lebensdauer der Batterie signifikant, was aus ökonomischen und ökologischen Gründen ein Problem darstellt. Besonders im Betrieb und beim Aufladen der Batterie entsteht eine große Menge an Wärme, die abgeführt werden muss. Bei neuen Batterien mit hoher Energiedichte und im Rahmen von Schnellladevorgängen ist eine effektive Wärmeabfuhr besonders entscheidend.In electric vehicles, but also in hybrid vehicles, it is important to keep the battery in an optimal temperature range if possible and to avoid overheating as well as undercooling. For example, if the battery is overheated to over 45 ° C in summer instead of the optimal 20-35 ° C, the battery life will be significantly reduced, which is a problem for economic and ecological reasons. Particularly during operation and when charging the battery, a large amount of heat is generated that has to be dissipated. In the case of new batteries with a high energy density and in the context of rapid charging processes, effective heat dissipation is particularly crucial.

Im Stand der Technik ist es bekannt, Batterien und Elektromotoren mithilfe einer konventionellen Luftkühlung zu kühlen. Luft nimmt aber wenig Wärme auf und leitet sie schlecht weiter, sodass diese Art der Kühlung nicht besonders effektiv ist, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen. Wasserkühlungen und ähnliches mit Kühlleitungen rund um die Batterie sind effektiver, haben aber einen höheren Platzbedarf und ein hohes Gewicht. Die Kühlmittel können nur eine bestimmte Menge Wärme aufnehmen und müssen zur Regeneration wieder abgekühlt werden. Bei längeren Fahrten und hohen Temperaturen kann es zu Kapazitätsproblemen kommen. Während des Stillstandes des Fahrzeugs wirken diese Kühlvorrichtungen typischerweise nicht.In the prior art, it is known to cool batteries and electric motors with the aid of conventional air cooling. However, air absorbs little heat and passes it on poorly, so that this type of cooling is not particularly effective, especially at high ambient temperatures. Water cooling and the like with cooling lines around the battery are more effective, but require more space and are heavy. The coolants can only absorb a certain amount of heat and must be cooled down again for regeneration. Capacity problems can arise on longer journeys and at high temperatures. These cooling devices typically do not work when the vehicle is stationary.

In der EP 2 477 588 B1 werden Vliesstoffe zum Einsatz in der Textilindustrie offenbart, in denen Partikel aus einem superabsorbierenden Polymer aufgenommen sind. In the EP 2 477 588 B1 discloses nonwovens for use in the textile industry in which particles made of a superabsorbent polymer are incorporated.

Die Vliesstoffe können daher signifikante Wassermengen aufnehmen und durch fortlaufendes Verdunsten des Wassers eine Kühlwirkung erzielen. Ein weiterer gattungsgemäßer Vliesstoff ist aus der DE 20 2010 013 913 U1 bekannt.The nonwovens can therefore absorb significant amounts of water and achieve a cooling effect through continuous evaporation of the water. Another generic nonwoven is from the DE 20 2010 013 913 U1 known.

Die Druckschriften DE 10 2015 213 009 A1 , DE 10 2011 015 925A1 und DE 10 2009 052 508 A1 offenbaren Superabsorber zur Wasserabsorption.The pamphlets DE 10 2015 213 009 A1 , DE 10 2011 015 925A1 and DE 10 2009 052 508 A1 disclose superabsorbents for water absorption.

Die JP 2016 - 68 598 A offenbart ein Elektro- oder Hybridfahrzeug mit einem Vliesmaterial, das in thermischem Kontakt mit der Fahrzeugbatterie steht.the JP 2016 - 68 598 A discloses an electric or hybrid vehicle having a nonwoven material that is in thermal contact with the vehicle battery.

Die DE 10 2015 003 660 A1 offenbart eine Klimatisierungseinrichtung zum Temperieren eines Innenraums eines Fahrzeuges mit Hilfe eines Vliesstoffes, der in einer Strömungsbahn von Kühlluft angeordnet ist.the DE 10 2015 003 660 A1 discloses an air conditioning device for controlling the temperature of an interior of a vehicle with the aid of a nonwoven fabric which is arranged in a flow path of cooling air.

Die DE 10 2015 204 667 A1 offenbart verschiedene Mittel zur Kühlung von Fahrzeugbatterien von Elektrofahrzeugen, unter anderem ein Sorptionsmittel-Verdampfer-Element.the DE 10 2015 204 667 A1 discloses various means for cooling vehicle batteries of electric vehicles, including a sorbent vaporizer element.

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer energieeffizienten Lösung zur Kühlung oder ergänzenden Kühlung von Batterien für Elektromotoren zum Antrieb von Fahrzeugen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer energieeffizienten Lösung zur Kühlung oder ergänzenden Kühlung der Elektromotoren.One object of the invention is to provide an energy-efficient solution for cooling or supplementary cooling of batteries for electric motors for driving vehicles. Another object of the invention is to provide an energy-efficient solution for cooling or supplementary cooling of the electric motors.

Vor diesem Hintergrund betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeugs und mit einer wiederaufladbaren Batterie zur Versorgung des Elektromotors mit elektrischer Energie, wobei das Fahrzeug ein Textil aufweist, das einen Vliesstoff umfasst, der mit einem superabsorbierenden Polymer beladen ist.Against this background, the invention relates to a vehicle with an electric motor for driving the vehicle and with a rechargeable battery for supplying the electric motor with electrical energy, the vehicle having a textile which comprises a nonwoven material which is loaded with a superabsorbent polymer.

Das Textil kann als Ergänzung zu bekannten Kühlmaßnahmen zum Einsatz kommen, um deren Effektivität zu erhöhen. Auch ein vollständiger Ersatz bekannter Kühlmaßnahmen ist denkbar. Durch eine mögliche Verkleinerung oder gar ein Entfallen der vorbekannten Kühlmaßnahmen kann eine Gewichtsreduktion und gegebenenfalls auch eine Platzersparnis erreicht werden. Die Lebensdauer der Batterien und die Motorleistung können verbessert werden. Die Kühlmaßnahme funktioniert auch bei stehendem Fahrzeug und während dem Ladevorgang der Batterie. Deshalb kann insbesondere die Gefahr von Batteriebränden reduziert werden. Bei kalter Batterie kann der Superabsorber des Textils Kondenswasser binden, sodass Wasserablagerungen an den Kontakten der Batterie vermieden werden können.The textile can be used as a supplement to known cooling measures in order to increase their effectiveness. A complete replacement of known cooling measures is also conceivable. By a possible reduction in size or even omission of the previously known cooling measures, a weight reduction and possibly also a space saving can be achieved. The battery life and engine performance can be improved. The cooling measure also works when the vehicle is stationary and while the battery is charging. Therefore, the risk of battery fires in particular can be reduced. When the battery is cold, the superabsorbent of the textile can bind condensation water, so that water deposits on the contacts of the battery can be avoided.

Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug zur Personenbeförderung handeln. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Elektrofahrzeug handeln, das ausschließlich einen Elektroantrieb aufweist, oder um ein Hybridfahrzeug, bei dem der Elektroantrieb mit einem anderen Antrieb kombiniert wird.The vehicle can be a motor vehicle for transporting people. The vehicle can be an electric vehicle that only has an electric drive, or it can be a hybrid vehicle in which the electric drive is combined with another drive.

Der Vliesstoff bzw. genauer gesagt das superabsorbierende Polymer des Vliesstoffs kann fortwährend oder wiederholt mit Wasser beladen werden, welches dann nach und nach wieder aus dem Vliesstoff bzw. Polymer verdunstet, sodass eine Kühlwirkung erreicht wird. Dieser Kühlwirkung kann gezielt zur Kühlung der Batterie eingesetzt werden.The nonwoven or, more precisely, the superabsorbent polymer of the nonwoven can be continuously or repeatedly loaded with water, which then gradually evaporates again from the nonwoven or polymer, so that a Cooling effect is achieved. This cooling effect can be used specifically to cool the battery.

Der Vliesstoff kann beispielsweise aus Kunstfasern wie Polyester gefertigt werden. Auch andere Kunst- oder Naturfasern sind aber denkbar. Das superabsorbierende Polymer kann in Form von Partikeln vorliegen, die im Vliesstoff verteilt sind. Bevorzugt ist aber, dass die Vliesfasern direkt mit einem superabsorbierenden Polymer beschichtet sind. Dadurch wird eine Klumpenbildung vermieden und es kann eine gleichmäßige Verteilung der Feuchtigkeit über den gesamten Vliesstoff erreicht werden. Chemisch gesehen handelt es sich bei dem superabsorbierenden Polymer um ein quervernetztes Polymer mit polaren Eigenschaften. Beispiele umfassen quervernetzte Varianten von Polyacrylamid, Co-Acrylsäure-Acrylamid oder Polyvinylpyrrolidon. Diese Polymere können große Mengen an Wasser, teilweise mehr als das 1000fache ihres Eigengewichts an Wasser in ihrem Inneren binden. Sie quellen dabei auf. Das superabsorbierende Polymer bindet das Wasser dabei fest und gibt kein flüssiges Wasser ab. Es kann lediglich unter Aufwand von Wärmeenergie wieder aus dem Polymer verdampft werden.The nonwoven fabric can be made from synthetic fibers such as polyester, for example. However, other synthetic or natural fibers are also conceivable. The superabsorbent polymer can be in the form of particles which are distributed in the nonwoven fabric. However, it is preferred that the nonwoven fibers are coated directly with a superabsorbent polymer. This prevents lump formation and the moisture can be evenly distributed over the entire nonwoven fabric. From a chemical point of view, the superabsorbent polymer is a cross-linked polymer with polar properties. Examples include cross-linked variants of polyacrylamide, co-acrylic acid-acrylamide or polyvinylpyrrolidone. These polymers can bind large amounts of water, sometimes more than 1000 times their own weight, to water in their interior. They swell up in the process. The superabsorbent polymer binds the water tightly and does not give off any liquid water. It can only be evaporated from the polymer again with the use of thermal energy.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Textils können der Beschreibung des Patents EP 2 477 588 B1 entnommen werden.Preferred embodiments of the textile can be found in the description of the patent EP 2 477 588 B1 can be removed.

Der Vliesstoff kann einseitig oder beidseitig mit einer Gewebeschicht überzogen sein, um diesen vor mechanischer Einwirkung zu schützen.The nonwoven fabric can be covered with a fabric layer on one or both sides in order to protect it from mechanical effects.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Befeuchtungsvorrichtung vorgesehen ist, die ausgebildet ist, Wasser an das Textil abzugeben. Vorzugsweise ist die Befeuchtungsvorrichtung auf der der Batterie oder dem Motor abgewandten Seite des Textils angeordnet, um die stromleitenden Teile vor Wasser zu schützen. Die Befeuchtungsvorrichtung kann beispielsweise eine oder mehrere Sprühdüsen, gegebenenfalls mit Zerstäuber aufweisen, um Wasser auf dem Textil zu verteilen. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Befeuchtungsvorrichtung eine Wasserleitung wie beispielsweise einen Schlauch mit mehreren Austrittsöffnungen umfassen. Die Düsen bzw. Abgabeöffnungen können über die gesamte Oberfläche des Textils verteilt angeordnet sein. Die Befeuchtungsvorrichtung kann mit einem Wasserreservoir in Verbindung stehen, beispielsweise einem Tank, der von einem Benutzer mit Wasser befüllt werden kann. Die Befeuchtungsvorrichtung kann mit einer Steuereinheit in Verbindung stehen, die ausgebildet ist, das Textil in Abhängigkeit einer bestimmten Routine oder Steuervorgabe mit Wasser zu beladen. Die Befeuchtungsvorrichtung kann eine Pumpe zur Förderung von Wasser aufweisen, die beispielsweise mit einem Photovoltaikelement an der Außenseite des Fahrzeugs in Verbindung stehen kann, sodass kein Strom aus der Fahrzeugbatterie benötigt wird. Das Wasserreservoir ist vorzugsweise so dimensioniert, dass die Wassermenge ausreichend ist, um eine volle Batterieladung lang zu halten. Es kann bei jedem Tankvorgang in einfacher Weise befüllt werden. Beispielsweise kann auch anhand des Navigationsgeräts bestimmt werden, ob die momentane Füllmenge für die geplante Strecke ausreicht, sodass kein überflüssiges Wasser getankt wird. Das Wasserreservoir kann einen Füllstandssensor aufweisen und es kann eine Füllstandsanzeige vorgesehen sein, die für den Fahrer in der Personenkabine des Fahrzeugs sichtbar ist.According to the invention it is provided that a moistening device is provided which is designed to deliver water to the textile. The moistening device is preferably arranged on the side of the textile facing away from the battery or the motor in order to protect the electrically conductive parts from water. The moistening device can, for example, have one or more spray nozzles, optionally with an atomizer, in order to distribute water on the textile. In an alternative embodiment, the humidifying device can comprise a water line such as a hose with a plurality of outlet openings. The nozzles or discharge openings can be arranged distributed over the entire surface of the textile. The humidifying device can be connected to a water reservoir, for example a tank, which can be filled with water by a user. The moistening device can be connected to a control unit which is designed to load the textile with water as a function of a specific routine or control specification. The humidifying device can have a pump for pumping water, which can be connected, for example, to a photovoltaic element on the outside of the vehicle, so that no electricity is required from the vehicle battery. The water reservoir is preferably dimensioned so that the amount of water is sufficient to keep a full battery charge for a long time. It can be easily filled with every refueling process. For example, the navigation device can also be used to determine whether the current fill level is sufficient for the planned route so that no superfluous water is filled up. The water reservoir can have a fill level sensor and a fill level indicator can be provided which is visible to the driver in the passenger cabin of the vehicle.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Beladungssensor vorgesehen ist, der ausgebildet ist, die Beladung des Textils mit Wasser zu erkennen. Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen Gewichtssensor oder einen Feuchtigkeitssensor handeln. Auch die Temperatur des Textils kann gemessen werden, um zu erkennen, ob dieses noch kühlt und entsprechend noch mit ausreichend Wasser beladen ist.In one embodiment it is provided that a loading sensor is provided which is designed to detect the loading of the textile with water. The sensor can be, for example, a weight sensor or a moisture sensor. The temperature of the textile can also be measured in order to see whether it is still cooling and whether it is still loaded with sufficient water.

Das Textil kann generell überall dort vorgesehen werden, wo es durchlüftet werden kann, sodass ein Abtransport verdunsteten Wassers erfolgen kann.The textile can generally be provided wherever it can be ventilated so that evaporated water can be removed.

In einer Ausführungsform ist ein Belüftungselement vorgesehen, mit dem der Grad einer Belüftung oder Durchlüftung und/oder Entlüftung des Textils gesteuert werden kann. Das Belüftungselement kann Luftleitkanäle umfassen, mit welchen beispielsweise Fahrtwind zu dem Textil geleitet werden kann. Um eine Belüftung des Textils auch im Stillstand des Fahrzeugs zu ermöglichen, kann ein Gebläse vorgesehen sein, um Luft an das Textil bzw. durch den Luftleitkanal zu fördern. Das Gebläse kann beispielsweise mit einem Photovoltaikelement an der Außenseite des Fahrzeugs in Verbindung stehen kann, sodass kein Strom aus der Fahrzeugbatterie benötigt wird. Zur Steuerung des Luftzuges von und zum Textil können Luftleitelemente wie Klappen oder Ventile vorgesehen sein, die mit einer Steuereinheit in Verbindung stehen oder manuell eingestellt werden können. Zur gezielten Beaufschlagung des Textils oder von Teilen des Textils können Luftdüsen vorgesehen sein.In one embodiment, a ventilation element is provided with which the degree of ventilation or aeration and / or ventilation of the textile can be controlled. The ventilation element can comprise air guide channels with which, for example, the airflow can be guided to the textile. In order to enable ventilation of the textile even when the vehicle is at a standstill, a fan can be provided to convey air to the textile or through the air duct. The fan can, for example, be connected to a photovoltaic element on the outside of the vehicle, so that no electricity is required from the vehicle battery. To control the air flow from and to the textile, air guide elements such as flaps or valves can be provided, which are connected to a control unit or can be set manually. Air nozzles can be provided for targeted application of the textile or parts of the textile.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Textil direkt an der Batterie oder dem Elektromotors angeordnet ist. Das Textil kann beispielsweise direkt an der Oberfläche der Zellenblockgehäuse der Batterie oder direkt an der Außenoberfläche des Motorengehäuses angeordnet werden. Hierdurch kann eine sehr gute Wärmeübertragung erreicht werden und es kann, je nach Größe der Batterie bzw. des Motors und der Kapazität des Textils, gegebenenfalls komplett auf andere Kühlmaßnahmen verzichtet werden. Es kann dabei vorgesehen sein, dass ein Textil großflächig oder vollflächig am Gehäuse angeordnet ist, oder dass einzelne Textil-Pads an Stellen mit starker Wärmeentwicklung angeordnet sind.According to the invention it is provided that the textile is arranged directly on the battery or the electric motor. The textile can for example be arranged directly on the surface of the cell block housing of the battery or directly on the outer surface of the motor housing. In this way, very good heat transfer can be achieved and, depending on the size of the battery or the motor and the capacity of the textile, other cooling measures can possibly be completely dispensed with. It can be provided that a textile is applied over a large area or over the entire area of the housing is arranged, or that individual textile pads are arranged in places with strong heat generation.

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass das superabsorbierende Polymer des entladenen Textils direkt Wasserdampf aus der Umgebung aufnehmen kann, sofern keine Kühlung erwünscht ist, beispielsweise im Winter oder bei Stillstand des Fahrzeugs. Dadurch werden die elektronischen Anschlüsse vor Kondenswasserbildung geschützt. In einer Ausführungsform ist das Textil mehrschichtig aufgebaut, wobei eine zweite Vliesstoffschicht lediglich zum Binden von Kondenswasser gedacht ist und nicht mit Wasser beaufschlagt wird. So kann der Feuchtigkeitsschutz der Batterie oder des Motors verbessert werden.Another advantage of this arrangement is that the superabsorbent polymer of the discharged textile can directly absorb water vapor from the environment if cooling is not desired, for example in winter or when the vehicle is stationary. This protects the electronic connections from the formation of condensation. In one embodiment, the textile has a multilayer structure, a second nonwoven layer only being intended to bind condensed water and not being exposed to water. In this way, the moisture protection of the battery or the motor can be improved.

In einer Ausführungsform ist das Textil zumindest abschnittsweise mit einer elektrisch isolierenden und wasserdichten Barriere kaschiert. So können die stromleitenden Teile der Batterie oder des Motors vor Feuchtigkeit geschützt und Kurzschlüsse vermieden werden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Material der Barriere gut wärmeleitend und dünn ist, um die Kühlwirkung nicht maßgeblich zu vermindern. Beispielsweise können geeignete Materialien eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 5 W/(m·K) bei 20°C und/oder eine Dicke von kleiner 0,5 cm aufweisen. Geeignete Barrieren umfassen beispielsweise Folien, Laminate, Membranen oder Platten aus Kunststoff oder Faserverbundstoffen.In one embodiment, the textile is laminated at least in sections with an electrically insulating and watertight barrier. In this way, the electrically conductive parts of the battery or the motor can be protected from moisture and short circuits can be avoided. It is preferably provided that the material of the barrier has good thermal conductivity and is thin in order not to significantly reduce the cooling effect. For example, suitable materials can have a thermal conductivity of at least 5 W / (m · K) at 20 ° C. and / or a thickness of less than 0.5 cm. Suitable barriers include, for example, foils, laminates, membranes or plates made of plastic or fiber composites.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Textil so befestigt ist, dass sein Abstand zur Batterie oder dem Elektromotor manuell oder automatisch verstellt werden kann. So kann die Kühlwirkung auch anhand des Abstandes und nicht nur anhand der Belüftung oder Befeuchtung geregelt werden.In one embodiment it is provided that the textile is attached in such a way that its distance from the battery or the electric motor can be adjusted manually or automatically. In this way, the cooling effect can also be regulated on the basis of the distance and not just on the basis of ventilation or humidification.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Batterie oder der Motor Bodennah im Fahrzeug verbaut sind und dass das Textil an der Unterseite der Batterie bzw. des Motors angeordnet ist und von unten mit Luft beaufschlagt werden kann. Um die Batterie und das Textil in einem derartigen Fall vor unerwünschten Feuchtigkeitsbeaufschlagung durch Spritzwasser von der Straße und vor Schmutz zu schützen, kann die Anordnung einer Bodenplatte unterhalb des Textils und der Batterie vorgesehen sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Textil und der Bodenplatte ein Luftkanal ausgebildet wird, wobei der Abstand zwischen Textil und Bodenplatte beispielsweise durch ein Abstandsgewirk festgelegt sein kann. Die Befeuchtungsvorrichtung kann unterhalb des Textils, also zwischen Textil und Bodenplatte angeordnet sein.In one embodiment it is provided that the battery or the motor are installed close to the ground in the vehicle and that the textile is arranged on the underside of the battery or the motor and can be exposed to air from below. In order to protect the battery and the textile from undesired exposure to moisture from spray water from the street and from dirt in such a case, the arrangement of a base plate below the textile and the battery can be provided. For example, it can be provided that an air duct is formed between the textile and the base plate, the distance between the textile and the base plate being able to be defined, for example, by a knitted spacer fabric. The moistening device can be arranged below the textile, that is, between the textile and the base plate.

In einer Ausführungsform ist eine Steuereinheit vorgesehen, die mit der Befeuchtungsvorrichtung und/oder dem Belüftungselement in Verbindung steht. Beispielsweise kann das Signal eines Beladungssensors von der Steuereinheit des Fahrzeugs dazu benutzt werden, um im Zusammenspiel mit anderen Parametern (Beladungszustand der Batterie, Temperatur der Batterie, Leistungsaufnahme oder -Abgabe der Batterie, gemessene Umgebungstemperatur, etc.) die Befeuchtungsvorrichtung anzusteuern und/oder die Belüftung des Textil zu regulieren. Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, um beispielsweise mit Hilfe einer Smartphone-App oder anhand von anderen digitalen Medien auch von außerhalb des Fahrzeugs bedient zu werden. Die Steuereinheit kann mit einer Anzeigeeinrichtung des Fahrzeugs verbunden sein.In one embodiment, a control unit is provided which is connected to the humidifying device and / or the ventilation element. For example, the signal from a load sensor can be used by the control unit of the vehicle to control the humidification device and / or the Regulate ventilation of the textile. The control unit can be designed to be operated from outside the vehicle, for example with the aid of a smartphone app or with the aid of other digital media. The control unit can be connected to a display device of the vehicle.

In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgebildet, die Befeuchtungsvorrichtung so anzusteuern, dass das Textil nur dann befeuchtet wird, wenn eine bestimmte Mindesttemperatur überschritten ist. Die Mindesttemperatur kann im Falle eines ansteigenden Temperaturverlaufs und im Falle eines absteigenden Temperaturverlaufs unterschiedlich gewählt sein. Beispielsweise kann eine Befeuchtung des Textils erst bei einer Mindesttemperatur im Bereich von ca. 10-15°C einsetzen. Bei abfallendem Verlauf ist denkbar, dass die Befeuchtung bei Unterschreiten einer Temperatur von beispielsweise 20°C ausgesetzt wird. So kann beispielsweise im Winter ein Einfrieren des Textils verhindert werden.In one embodiment, the control unit is designed to control the moistening device in such a way that the textile is only moistened when a certain minimum temperature is exceeded. The minimum temperature can be selected differently in the case of a rising temperature curve and in the case of a falling temperature curve. For example, the textile can only be moistened at a minimum temperature in the range of approx. 10-15 ° C. In the case of a falling curve, it is conceivable that the humidification is suspended when the temperature falls below 20 ° C., for example. In this way, for example, the textile can be prevented from freezing in winter.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass Wärmeleitelemente zur Einleitung von Wärme in das Textil vorgesehen sind. Beispiele umfassen Wärmeleitbleche oder Wärmerohre, die in das Textil hineinreichen und für eine verbesserte Wärmeleitung sorgen können.In one embodiment it is provided that heat conducting elements are provided for introducing heat into the textile. Examples include heat conducting plates or heat pipes that extend into the textile and can ensure improved heat conduction.

In einer Ausführungsform sind im Textil im Bereich des Vliesstoffes und/oder im Bereich eines Gewebeüberzugs metallische Garne eingearbeitet. Diese können sowohl die Wärmeleitung in das Textil begünstigen als auch der elektrischen Signalübertragung von oder zu einem Beladungssensor dienen. Ferner kann durch Bestromung der Garne eine Trocknung des Textils beschleunigt werden, was beispielsweise im Winter zur Vermeidung einer Vereisung gewünscht sein kann.In one embodiment, metallic yarns are incorporated in the textile in the area of the nonwoven fabric and / or in the area of a fabric covering. These can both promote heat conduction into the textile and also serve to transmit electrical signals from or to a load sensor. Furthermore, by energizing the yarns, drying of the textile can be accelerated, which can be desired, for example, in winter to avoid icing.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Textil wechselbar in einem Gehäuse angeordnet ist. Es kann beispielsweise wünschenswert sein, das Textil in regelmäßigen Abständen, beispielsweise innerhalb eines gewöhnlichen Servicezyklus des Fahrzeugs zu wechseln. Die Notwendigkeit eines Austauschs kann auch sensorgesteuert festgestellt werden, beispielsweise durch Feststellung bestimmter Beladungsintervalle oder der Feststellung einer starken maximalen Gewichtsabnahme nach Wasserbeladung. Beispielsweise kann das Textil in einen Rahmen aufgenommen sein, der seinerseits lösbar mit dem Gehäuse in Verbindung steht. Das Gehäuse kann ausgebildet sein, um ein werkzeugfreies Wechseln des Textils zu ermöglichen. Beispielsweise kann auch erforderlich oder wünschenswert sein, das Textil in den Wintermonaten auszubauen.In one embodiment it is provided that the textile is arranged exchangeably in a housing. For example, it may be desirable to change the textile at regular intervals, for example within a normal service cycle of the vehicle. The necessity of an exchange can also be determined under sensor control, for example by determining certain loading intervals or the determination of a strong maximum weight loss after water loading. For example, this can Textile be received in a frame, which in turn is releasably connected to the housing. The housing can be designed to enable the textile to be changed without tools. For example, it may also be necessary or desirable to expand the textile in the winter months.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Textil aus einem feuerfesten Material besteht oder eine feuerfeste Umhüllung aufweist. Dies kann im Motor und speziell an Batterien zur Vermeidung der Brandgefahr vorteilhaft sein.In one embodiment it is provided that the textile consists of a fireproof material or has a fireproof covering. This can be advantageous in the engine and especially on batteries to avoid the risk of fire.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend anhand der Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen. In den Figuren zeigen:

1: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Elektroautos, in dem ein Textil zur Kühlung der Fahrzeugbatterie vorgesehen ist;
2: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Elektroautos, in dem ein Textil zur Kühlung des Elektromotors vorgesehen ist; und
3: eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines Vliesstoffs, der sich für einen erfindungsgemäßen Einsatz eignet.

Further details and advantages of the invention emerge from the exemplary embodiments illustrated below with reference to the figures. In the figures show:

1 : a schematic representation of an electric car according to the invention, in which a textile is provided for cooling the vehicle battery;
2 : a schematic representation of an electric car according to the invention, in which a textile is provided for cooling the electric motor; and
3 : an electron micrograph of a nonwoven fabric that is suitable for use in accordance with the invention.

In 1 wird rein elektrisch angetriebenes Auto 1 gezeigt, das erfindungsgemäß mit einem Kühltextil versehen ist. Es weist einen Elektromotor 2 auf, der anhand eines geeigneten Kraftübertragungsmechanismus mit den Rädern 3 des Fahrzeugs 1 in Verbindung steht. Der Elektromotor 2 bezieht seine elektrische Energie aus einer Batterie 4, die aus mehreren Zellenblöcken besteht, welche ihrerseits mehrere zusammengeschaltete Akkumulator-Zellen aufweisen. Die Zellenblöcke sind so zusammengesetzt, dass die Batterie 4 insgesamt flächig ausgebildet ist. Die Batterie 4 ist bodennah angeordnet und erstreckt sich über einen großen Teil der Grundfläche des Fahrzeugs 1 erstreckt.In 1 will be a purely electrically powered car 1 shown, which is provided according to the invention with a cooling textile. It has an electric motor 2 based on a suitable power transmission mechanism with the wheels 3 of the vehicle 1 communicates. The electric motor 2 draws its electrical energy from a battery 4th , which consists of several cell blocks, which in turn have several interconnected accumulator cells. The cell blocks are put together so that the battery 4th overall is flat. The battery 4th is arranged close to the ground and extends over a large part of the base area of the vehicle 1 extends.

Um die Batterie 4 zu kühlen ist die Anordnung eines Kühltextils 6 an der Unterseite des Batteriegehäuses vorgesehen. Das Kühltextil 6 erstreckt sich dabei über die gesamte Unterfläche der Batterie 4. Durch die Anordnung der Batterie 4 im unteren Bereich des Fahrzeugs und die Anordnung des Textils 6 an der Unterfläche der Batterie 4 ist dieses an bzw. nahe an der Unterseite des Fahrzeugs angeordnet, so dass es in einfacher Weise mit Fahrwind beaufschlagt werden kann.To the battery 4th the arrangement of a cooling textile is to be cooled 6th provided on the underside of the battery housing. The cooling textile 6th extends over the entire lower surface of the battery 4th . Due to the arrangement of the battery 4th in the lower part of the vehicle and the arrangement of the textile 6th on the undersurface of the battery 4th this is arranged on or close to the underside of the vehicle, so that it can be acted upon in a simple manner with driving wind.

An dem Textil 6 ist eine in 1 nicht näher dargestellte Befeuchtungsvorrichtung vorgesehen, um Wasser an das Textil 6 abgeben zu können. Die Befeuchtungsvorrichtung umfasst mehrere Sprühdüsen, die in regelmäßigen Abständen über die Fläche des Textils 6 verteilt angeordnet sind. Die Düsen stehen mit einem nicht näher dargestellten Wassertank des Fahrzeugs in Verbindung, der in periodischen Abständen aufgefüllt werden kann. Der Wassertank umfasst eine Füllstandsanzeige, die auch im Innenrahmen des Fahrzeugs sichtbar ist, ähnlich einer Füllstandsanzeige für Kraftstofftanks in herkömmlichen Fahrzeugen. Zwischen den Düsen und dem Wassertank ist eine Pumpe angeordnet, um definierte Wassermengen zu definierten Zeitpunkten aus dem Wassertank an das Textil 6 abgeben zu können.On the textile 6th is an in 1 Moistening device, not shown in detail, is provided to allow water to reach the textile 6th to be able to deliver. The moistening device comprises several spray nozzles, which are at regular intervals over the surface of the textile 6th are arranged distributed. The nozzles are connected to a water tank of the vehicle, not shown in detail, which can be filled up at periodic intervals. The water tank includes a level indicator that is also visible in the inner frame of the vehicle, similar to a level indicator for fuel tanks in conventional vehicles. A pump is arranged between the nozzles and the water tank to transfer defined amounts of water from the water tank to the textile at defined times 6th to be able to deliver.

Ein nicht näher dargestelltes Luftleitsystem an der Unterseite des Textils 6 regelt dessen Beaufschlagung mit Fahrtwind. Das Luftleitsystem umfasst einen Luftleitkanal, der zwischen einer nicht näher dargestellten Bodenplatte und dem Textil 6 gebildet wird. Die Bodenplatte hat zugleich eine Schutzfunktion gegen Spritzwasser und Verschmutzung. Im vorderen Bereich der Bodenplatte sind Lufteinlassöffnungen und im hinteren Bereich Luftauslassöffnungen angeordnet. An der Lufteinlassöffnung sind Luftleitelemente vorgesehen, um den Luftstrom durch den Kanal regulieren zu können. In einer denkbaren Variante umfasst die Bodenplatte steuerbaren Luftklappen oder dampfdurchlässige Membranen, sodass Wasserdampf bei fehlendem Fahrtwind aus dem Kanal entweichen kann.An air control system, not shown in detail, on the underside of the textile 6th regulates its exposure to airflow. The air guidance system comprises an air guidance channel between a base plate (not shown in detail) and the textile 6th is formed. The base plate also has a protective function against splash water and dirt. Air inlet openings are arranged in the front area of the base plate and air outlet openings are arranged in the rear area. Air guide elements are provided at the air inlet opening in order to be able to regulate the air flow through the duct. In a conceivable variant, the base plate comprises controllable air flaps or vapor-permeable membranes, so that water vapor can escape from the duct when there is no airflow.

Ein in der Figur nicht näher dargestellter Gewichtssensor erkennt die Beladung des Textils 6 mit Wasser und leitet diese Informationen an eine Steuereinheit weiter, die ihrerseits mit den Befeuchtungsvorrichtungen und Luftleitelementen in Verbindung steht. So kann eine bedarfsgerechte Regelung der Wasserbeaufschlagung und Belüftung des Textils erreicht werden, was mit einer Regelung der vom Textil verrichteten Kühlleistung einhergeht.A weight sensor, not shown in more detail in the figure, detects the loading of the textile 6th with water and forwards this information to a control unit, which in turn is connected to the humidification devices and air guiding elements. In this way, a need-based regulation of the water admission and ventilation of the textile can be achieved, which is accompanied by regulation of the cooling capacity performed by the textile.

Zur Kühlung der Batterie 4 ist ferner ein Luftkanal 5 vorgesehen, der dazu ausgelegt ist, Fahrtwind an die Oberseite der Batterie zu leiten. Ein weiteres Textil 7 ist an der Außenseite des Luftkanals 5 der Luftkühlung angeordnet. Durch dieses Textil kann die zur Batterie 4 strömende Kühlluft abgekühlt werden, um deren Kühlleistung zu erhöhen.For cooling the battery 4th is also an air duct 5 provided, which is designed to direct airflow to the top of the battery. Another textile 7th is on the outside of the air duct 5 arranged for air cooling. Through this textile the can be used for the battery 4th flowing cooling air are cooled in order to increase their cooling capacity.

Das Textil 7 wird in derselben Weise befeuchtet und der Befeuchtungsgrad wird in derselben Weise gemessen und die Befeuchtung in derselben Weise gesteuert, wie dies im Zusammenhang mit dem Textil 6 beschrieben wurde. Eigene Belüftungselemente für das Textil 7 sind nicht vorgesehen. Die Belüftung erfolgt über den allgemeinen Luftaustausch im betreffenden Bereich des Fahrzeugs 1.The textile 7th is moistened in the same way and the degree of moistening is measured in the same way and the moistening is controlled in the same way as it is in connection with the textile 6th has been described. Own ventilation elements for the textile 7th are not provided. Ventilation takes place via the general exchange of air in the relevant area of the vehicle 1 .

2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektroautos 1. Dieselben Teile sind mit den Bezugszeichen bezeichnet wie in der 1. 2 shows a schematic representation of a further embodiment of an electric car according to the invention 1 . The same parts are denoted by the reference numerals as in FIG 1 .

Die Besonderheit des in 2 dargestellten Autos ist, dass das Gehäuse des Elektromotors 2 abschnittsweise mit einem Textil 8 überzogen ist. Auch das Textil 8 wird in derselben Weise befeuchtet und der Befeuchtungsgrad wird in derselben Weise gemessen und die Befeuchtung in derselben Weise gesteuert, wie dies im Zusammenhang mit dem Textil 6 beschrieben wurde. Ein in der Figur nicht näher dargestelltes Luftleitsystem regelt die Zufuhr von Luft zu dem Textil 8 und die Abfuhr von Luft von dem Textil. Das Luftleitsystem weist eine mit Klappen verschließbare Eingangsöffnung zur Aufnahme von Fahrtwind, einen zum Textil führenden und am Textil offenen Luftleitkanal sowie eine Luftauslassöffnung auf.The specialty of the in 2 depicted cars is that the housing of the electric motor 2 in sections with a textile 8th is covered. The textile too 8th is moistened in the same way and the degree of moistening is measured and the moistening is controlled in the same way as it is in connection with the textile 6th has been described. An air control system, not shown in detail in the figure, regulates the supply of air to the textile 8th and the removal of air from the textile. The air control system has an inlet opening, which can be closed with flaps, for receiving airflow, an air control channel leading to the textile and open on the textile, and an air outlet opening.

Zusätzlich ist zur Kühlung des Motors 2 ein Fluidkreislauf 9 vorgesehen, an dessen Fluidleitungen zusätzliche Textilien 10 zur Kühlung des Fluids vorgesehen sind. Die Textilien 10 werden wiederum in definierter Weise befeuchtet, wie dies bereits oben näher beschrieben wurde. Wie auch für das Textil 7 ist auch für das Textil 10 kein separates Belüftungssystem vorgesehen, sondern Belüftung erfolgt über den allgemeinen Luftaustausch im betreffenden Bereich des Fahrzeugs 1.It is also used to cool the engine 2 a fluid circuit 9 provided, on whose fluid lines additional textiles 10 are provided for cooling the fluid. The textiles 10 are in turn moistened in a defined manner, as has already been described in more detail above. As for the textile 7th is also for the textile 10 no separate ventilation system is provided, rather ventilation takes place via the general exchange of air in the relevant area of the vehicle 1 .

Die Batterie 4 kann im Auto der 2 selbstverständlich in derselben Weise gekühlt werden wie im Auto der 1. In einer anderen Variante wird der Fluidkreislauf auch zur Kühlung der Batterie 4 verwendet.The battery 4th can in the car 2 can of course be cooled in the same way as in the car 1 . In another variant, the fluid circuit is also used to cool the battery 4th used.

Bei dem Textil handelt es sich in allen Fällen um einen Vliesstoff aus Polyesterfasern, die über das gesamte Volumen des Vliesstoffes gleichmäßig mit einer dünnen Schicht aus einem superabsorbierenden, acrylamidhaltigen Polymer beschichtet sind. In 3 ist eine Aufnahme eines derartigen Vliesstoffes aus einem Elektronenmikroskop dargestellt, wobei die durchgehende Beschichtung der Polyesterfasern mit dem superabsorbierenden Polymer erkennbar ist, die stellenweise tropfenförmige Verdickungen an den Fäden ausbildet.In all cases, the textile is a nonwoven made of polyester fibers that are uniformly coated over the entire volume of the nonwoven with a thin layer made of a super-absorbent, acrylamide-containing polymer. In 3 a picture of such a nonwoven fabric from an electron microscope is shown, whereby the continuous coating of the polyester fibers with the superabsorbent polymer can be seen, which in places forms drop-shaped thickenings on the threads.

Claims

Vehicle with an electric motor for driving the vehicle and with a rechargeable battery for supplying the electric motor with electrical energy, wherein the vehicle has a textile which comprises a nonwoven fabric which is loaded with a superabsorbent polymer, and wherein a humidifying device is provided which is formed is to deliver water to the textile, characterized in that the textile is arranged directly on the battery or the electric motor.

Vehicle after Claim 1 , characterized in that a ventilation element is provided with which the degree of ventilation or aeration of the textile can be controlled.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that a loading sensor is provided which is designed to detect the loading of the textile with water.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the textile is laminated at least in sections with an electrically insulating and watertight barrier.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the textile is arranged exchangeably in a housing.