DE102017203466A1 - Shut-off valve, cooling circuit, battery module and method for operating a cooling circuit - Google Patents

Shut-off valve, cooling circuit, battery module and method for operating a cooling circuit Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Absperrventil eines Kühlkreislaufs eines Batteriemoduls mit einem Strömungskanal (3), welcher einen zur fluidleitenden Verbindung mit einem ersten Strömungskanal ausgebildeten ersten Anschluss (41) und einen zur fluidleitenden Verbindungen mit einem zweiten Strömungskanal ausgebildeten zweiten Anschluss (42) aufweist, wobei innerhalb des Strömungskanals (3) zwischen dem ersten Anschluss (41) und dem zweiten Anschluss (42) ein elastisch verformbar ausgebildetes elastisches Element (2) angeordnet ist, welches in der Art ausgebildet, dass das elastische Element (2) bei der Anordnung in einem ersten Verformungszustand erste Strömungsquerschnittsflächen (51) begrenzt und das elastische Element (2) bei der Anordnung in einem zweiten Verformungszustand zweite Strömungsquerschnittsflächen (52) begrenzt, wobei eine erste Strömungsquerschnittsfläche (51) kleiner ist als eine zweite Strömungsquerschnittsfläche (52).The invention relates to a shut-off valve of a cooling circuit of a battery module having a flow channel (3) which has a first connection (41) designed for fluid-conducting connection to a first flow channel and a second connection (42) designed for fluid-conducting connections to a second flow channel of the flow channel (3) between the first terminal (41) and the second terminal (42) an elastically deformable elastic element (2) is arranged, which is formed in such a way that the elastic element (2) in the arrangement in a first Deformation state limits first flow cross-sectional areas (51) and the elastic element (2) when arranged in a second deformation state limits second flow cross-sectional areas (52), wherein a first flow cross-sectional area (51) is smaller than a second flow cross-sectional area (52).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Absperrventil eines Kühlkreislaufs eines Batteriemoduls nach Gattung des unabhängigen Anspruchs. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch ein Kühlkreislauf eines Batteriemoduls und ein Batteriemodul. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb eines Kühlkreislaufs.The invention relates to a shut-off valve of a cooling circuit of a battery module according to the preamble of the independent claim. The present invention also provides a cooling circuit of a battery module and a battery module. Furthermore, the invention also relates to a method for operating a cooling circuit.

Insbesondere bei zum Zeitpunkt der Anmeldung eingesetzten Lithium-Ionen-Batteriezellen kann häufig auf eine Isolation eines Batteriesystems verzichtet werden, wodurch eine unmittelbare Wärmeübertragung zwischen dem Batteriesystem und einer Umgebung des Batteriesystems möglich ist. Bei ausgehend vom Zeitpunkt der Anmeldung zukünftigen Lithium-Ionen-Batteriezellen und zukünftigen Post-Lithium-Ionen-Batteriezellen sollen aber Wärmeverluste an eine Umgebung des Batteriesystems verringert bzw. gänzlich vermieden werden, wozu bevorzugt beispielsweise eine Isolation des Batteriesystems eingesetzt werden kann.In particular, at the time of the application used lithium-ion battery cells can often be dispensed with an isolation of a battery system, whereby a direct heat transfer between the battery system and an environment of the battery system is possible. When starting from the date of the application future lithium-ion battery cells and future post-lithium-ion battery cells but heat losses to an environment of the battery system should be reduced or avoided altogether, for which purpose, for example, an insulation of the battery system can be used.

Die Druckschrift DE 10 2008 057 305 A1 offenbart dazu eine Vorrichtung zur Kühlung einer Wärmequelle eines Kraftfahrzeuges.The publication DE 10 2008 057 305 A1 discloses a device for cooling a heat source of a motor vehicle.

Die Druckschrift WO 2013 034 963 A1 offenbart dazu eine Kühlvorrichtung für ein Batteriesystem.The publication WO 2013 034 963 A1 discloses a cooling device for a battery system.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das Absperrventil eines Kühlkreislaufs eines Batteriemoduls mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat den Vorteil, dass auf einfache Weise ein Volumenstrom von durch das Absperrventil strömendem Temperierfluid beeinflusst werden kann.The shut-off valve of a cooling circuit of a battery module with the features of the independent claim has the advantage that in a simple manner, a volume flow of flowing through the shut-off temperature control fluid can be influenced.

Dazu wird ein Absperrventil eines Kühlkreislaufs eines Batteriemoduls zur Verfügung gestellt. Das Absperrventil umfasst dabei einen Strömungskanal. Der Strömungskanal weist einen ersten Anschluss auf, welcher zu einer fluidleitenden Verbindung mit einem ersten Strömungskanal ausgebildet ist. Der Strömungskanal weist einen zweiten Anschluss auf, welcher zu einer fluidleitenden Verbindung mit einem zweiten Strömungskanal ausgebildet ist. Dabei ist weiterhin innerhalb des Strömungskanals zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss ein elastisches Element angeordnet. Dabei ist das elastische Element elastisch verformbar ausgebildet. Weiterhin ist das elastische Element in der Art ausgebildet, dass das elastische Element bei der Anordnung in einem ersten Verformungszustand erste Strömungsquerschnittsflächen begrenzt und dass das elastische Element bei der Anordnung in einem zweiten Verformungszustand zweite Strömungsquerschnittflächen begrenzt. Dabei ist eine erste Strömungsquerschnittsfläche kleiner als eine zweite Strömungsquerschnittsfläche.For this purpose, a shut-off valve of a cooling circuit of a battery module is provided. The shut-off valve comprises a flow channel. The flow channel has a first connection, which is designed to form a fluid-conducting connection with a first flow channel. The flow channel has a second connection, which is designed to form a fluid-conducting connection with a second flow channel. In this case, an elastic element is furthermore arranged within the flow channel between the first connection and the second connection. In this case, the elastic element is elastically deformable. Furthermore, the elastic element is formed in such a way that the elastic element in the arrangement in a first deformation state limits first flow cross-sectional areas and that the elastic element limits second flow cross-sectional areas when arranged in a second deformation state. In this case, a first flow cross-sectional area is smaller than a second flow cross-sectional area.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim device are possible.

Unter einer Strömungsquerschnittsfläche soll dabei eine solche Fläche verstanden sein, welche senkrecht zu der Hauptströmungsrichtung von durch den Strömungskanal strömendem Temperierfluid angeordnet ist. Insbesondere ist eine Strömungsquerschnittsfläche senkrecht zu einer Längsrichtung des Strömungskanals angeordnet. Dabei kann die Längsrichtung des Strömungskanals beispielsweise von dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss weisen.In this case, a flow cross-sectional area should be understood as meaning a surface which is arranged perpendicular to the main flow direction of tempering fluid flowing through the flow channel. In particular, a flow cross-sectional area is arranged perpendicular to a longitudinal direction of the flow channel. In this case, the longitudinal direction of the flow channel can point, for example, from the first connection to the second connection.

Von Vorteil ist es, wenn das elastische Element bei der Anordnung in dem ersten Verformungszustand den ersten Anschluss fluidleitend von dem zweiten Anschluss trennt. Insbesondere soll an dieser Stelle unter einer fluidleitenden Trennung verstanden sein, dass kein Temperierfluid von dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss durch den Strömungskanal des Absperrventils hindurch strömen kann. Dadurch ist es möglich, dass der erste Anschluss von dem zweiten Anschluss strömungstechnisch entkoppelt wird. Insbesondere kann bei der Anordnung des Absperrventils in einem Kühlkreislauf eines Batteriemoduls eines Fahrzeuges ein Kühlmedium des Batteriemoduls während einem Stillstand des Fahrzeugs von der Umgebung entkoppelt werden. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere durch flüssige Kühlmedien gekühlte Batteriemodule eines Fahrzeuges während einem Stillstand des Fahrzeugs langsamer abkühlen, da Wärme aus dem Batteriemodul aufgrund der strömungstechnischen Entkopplung des ersten Anschlusses von dem zweiten Anschluss nicht über das Kühlmedium abgeführt wird. Dadurch ist es zudem möglich, den Wirkungsgrad einer Isolation des Batteriesystems nicht aufgrund der Wärmeverluste über das Kühlmedium zu reduzieren. Insgesamt ist es dadurch also möglich, dass ein Batteriemodul, insbesondere ein Batteriemodul eines Fahrzeuges, über einen längeren Zeitraum ein höheres Temperaturniveau aufweist.It is advantageous if, in the arrangement in the first deformation state, the elastic element separates the first connection in a fluid-conducting manner from the second connection. In particular, it should be understood at this point under a fluid-conducting separation that no tempering fluid can flow from the first port to the second port through the flow channel of the shut-off valve. This makes it possible for the first connection to be fluidically decoupled from the second connection. In particular, in the arrangement of the shut-off valve in a cooling circuit of a battery module of a vehicle, a cooling medium of the battery module can be decoupled from the environment during a standstill of the vehicle. This has the advantage that, in particular cooled by liquid cooling media battery modules of a vehicle during a standstill of the vehicle slower, since heat from the battery module is not dissipated via the cooling medium due to the fluidic decoupling of the first terminal of the second port. As a result, it is also possible not to reduce the efficiency of an insulation of the battery system due to the heat losses through the cooling medium. Overall, it is thus possible that a battery module, in particular a battery module of a vehicle, over a longer period of time has a higher temperature level.

An dieser Stelle sei noch angemerkt, dass es selbstverständlich auch möglich ist, dass bei der Anordnung des elastischen Elements in dem ersten Verformungszustand der erste Anschluss und der zweite Anschluss nicht vollständig fluidleitend getrennt sind, so dass insbesondere ein Druckausgleich zwischen dem Temperierfluid und einer Umgebung möglich ist.It should also be noted that it is of course also possible that in the arrangement of the elastic element in the first deformation state of the first port and the second port are not completely separated fluidly, so that in particular a pressure equalization between the tempering fluid and an environment possible is.

Es ist zweckmäßig, wenn das elastische Element einen mit Fluid befüllbaren Innenraum aufweist. Dabei begrenzt eine elastisch ausgebildete Wand des elastischen Elements den Innenraum fluiddicht gegenüber dem Strömungskanal. Dadurch kann auf einfache Weise das elastische Element des Absperrventils in dem ersten Verformungszustand und in dem zweiten Verformungszustand angeordnet werden. It is expedient if the elastic element has an interior that can be filled with fluid. In this case, an elastically formed wall of the elastic element bounds the interior fluid-tight with respect to the flow channel. As a result, the elastic element of the shut-off valve can be easily arranged in the first deformation state and in the second deformation state.

Weiterhin ist es dabei zweckmäßig, wenn die elastisch ausgebildete Wand als eine Membran ausgebildet ist. Dadurch kann auf einfache Weise die elastische Wand ausgebildet werden.Furthermore, it is expedient if the elastically formed wall is formed as a membrane. As a result, the elastic wall can be formed in a simple manner.

Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung weist das Absperrventil einen fluidleitend mit dem Innenraum verbundenen Anschluss auf. Der Anschluss ist dabei dazu ausgebildet, Fluid in den Innenraum des elastischen Elements hineinzulassen und Fluid aus dem Innenraum des elastischen Elements herauszulassen. Somit kann der Innenraum des elastischen Elements auf einfache Weise mit Fluid befüllt werden und weiterhin kann auch auf einfache Weise Fluid aus dem Innenraum entfernt werden.According to an advantageous aspect of the invention, the shut-off valve has a connection fluid-conductively connected to the interior. The connection is designed to allow fluid into the interior of the elastic element and to let fluid out of the interior of the elastic element. Thus, the interior of the elastic member can be filled with fluid in a simple manner and also can be easily removed fluid from the interior.

Gemäß einem weiteren Gedanken des vorteilhaften Aspekts der Erfindung umfasst der Anschluss weiterhin ein Absperrelement. Dabei ist das Absperrelement in der Art ausgebildet, dass bei einer Anordnung des Absperrelements in einem ersten Zustand Fluid in den Innenraum des elastischen Elements einlassbar ist oder Fluid aus dem Innenraum des elastischen Elements auslassbar ist. Dabei ist das Absperrelement in der Art ausgebildet, dass bei einer Anordnung des Absperrelements in einem zweiten Zustand der Innenraum des elastischen Elements fluiddicht abgeschlossen ist. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, mittels des Absperrelements den Zustrom eines Fluids in den Innenraum des elastischen Elements hinein sowie den Abstrom eines Fluids aus dem Innenraum des elastischen Elements heraus durch die Anordnung des Absperrelements in dem ersten Zustand zu ermöglichen, wobei das Absperrelement dabei insbesondere geöffnet ist, und weiterhin auch den ersten Verformungszustand des elastischen Elements sowie den zweiten Verformungszustand des elastischen Elements durch die Anordnung des Absperrelements in dem zweiten Zustand zu erhalten, wobei das Absperrelement dabei insbesondere geschlossen ist.According to a further aspect of the advantageous aspect of the invention, the connection further comprises a shut-off element. In this case, the shut-off element is designed in such a way that in an arrangement of the shut-off element in a first state, fluid can be introduced into the interior of the elastic element or fluid can be discharged from the interior of the elastic element. In this case, the shut-off element is designed in such a way that in an arrangement of the shut-off element in a second state, the interior of the elastic element is sealed fluid-tight. As a result, it is advantageously possible, by means of the shut-off element, to allow the inflow of a fluid into the interior of the elastic element and the outflow of a fluid from the interior of the elastic element through the arrangement of the shut-off element in the first state, the shut-off element in particular being opened is, and continue to obtain the first deformation state of the elastic member and the second deformation state of the elastic member by the arrangement of the Absperrelements in the second state, wherein the shut-off is in this case in particular closed.

Ferner betrifft die Erfindung auch einen Kühlkreislauf eines Batteriemoduls mit einem erfindungsgemäßen und eben beschriebenen Absperrventil. Der Kühlkreislauf umfasst dabei weiterhin einen ersten Strömungskanal und einen zweiten Strömungskanal. Der erste Anschluss des Absperrventils ist dabei fluidleitend mit dem ersten Strömungskanal verbunden und der zweite Anschluss des Absperrventils ist dabei fluidleitend mit dem zweiten Strömungskanal verbunden. Dies hat den Vorteil, dass mittels des Absperrventils ein durch den Strömungskanal des Absperrventils hindurch von den ersten Strömungskanal zu dem zweiten Strömungskanal strömender Volumenstrom gesteuert werden kann und insbesondere auch vollständig unterbunden werden kann.Furthermore, the invention also relates to a cooling circuit of a battery module with a shut-off valve according to the invention and just described. The cooling circuit further comprises a first flow channel and a second flow channel. The first connection of the shut-off valve is fluid-conductively connected to the first flow channel and the second connection of the shut-off valve is connected in fluid-conducting manner to the second flow channel. This has the advantage that, by means of the shut-off valve, a volumetric flow flowing through the flow channel of the shut-off valve from the first flow channel to the second flow channel can be controlled and, in particular, also completely prevented.

Zudem betrifft die Erfindung auch ein Batteriemodul mit einem erfindungsgemäßen Kühlkreislauf.In addition, the invention also relates to a battery module with a cooling circuit according to the invention.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zum Betrieb eines Kühlkreislaufs, welcher insbesondere ein Kühlkreislauf eines Batteriemoduls ist. Der Kühlkreislauf umfasst dabei ein Absperrventil. Das Absperrventil weist dabei einen Strömungskanal auf. Dabei ist ein erster Anschluss des Strömungskanals fluidleitend mit einem ersten Strömungskanal des Kühlkreislaufs verbunden. Dabei ist ein zweiter Anschluss des Strömungskanals fluidleitend mit einem zweiten Strömungskanal des Kühlkreislaufs verbunden. Weiterhin umfasst der Kühlkreislauf auch ein elastisch verformbar ausgebildetes elastisches Element, welches innerhalb des Strömungskanals zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss angeordnet ist. Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt das elastische Element in einem ersten Verformungszustand angeordnet, so dass das elastische Element erste Strömungsquerschnittsflächen begrenzt. Dabei wird in einem zweiten Verfahrensschritt das elastische Element in einem zweiten Verformungszustand angeordnet, so dass das elastische Element zweite Strömungsquerschnittsflächen begrenzt. Dabei ist eine erste Strömungsquerschnittsfläche kleiner als eine zweite Strömungsquerschnittsfläche.The subject matter of the present invention is also a method for operating a refrigeration cycle, which is in particular a refrigeration cycle of a battery module. The cooling circuit includes a shut-off valve. The shut-off valve has a flow channel. In this case, a first connection of the flow channel is fluid-conductively connected to a first flow channel of the cooling circuit. In this case, a second connection of the flow channel is fluid-conductively connected to a second flow channel of the cooling circuit. Furthermore, the cooling circuit also comprises an elastically deformable elastic element, which is arranged within the flow channel between the first connection and the second connection. In this case, in a first method step, the elastic element is arranged in a first deformation state, so that the elastic element limits first flow cross-sectional areas. In this case, in a second method step, the elastic element is arranged in a second deformation state, so that the elastic element limits second flow cross-sectional areas. In this case, a first flow cross-sectional area is smaller than a second flow cross-sectional area.

Dies hat den Vorteil, dass mit dem eben beschriebenen Verfahren ein durch den Kühlkreislauf von dem ersten Strömungskanal zu dem zweiten Strömungskanal durch den Strömungskanal des Absperrventils hindurch strömender Volumenstrom eines Temperierfluids beeinflusst werden kann.This has the advantage that with the method just described, a volume flow of a tempering fluid flowing through the cooling circuit from the first flow channel to the second flow channel through the flow channel of the shut-off valve can be influenced.

Vorteilhafterweise weist das Absperrventil dabei weiterhin einen Innenraum und eine elastisch ausgebildete Wand auf, wobei die elastisch ausgebildete Wand den Innenraum fluiddicht gegenüber dem Strömungskanal begrenzt. Zudem weist das Absperrventil weiterhin einen fluidleitend mit dem Innenraum verbundenen Anschluss auf. Dabei wird in dem ersten Verfahrensschritt zu einer Anordnung des elastischen Elements in dem ersten Verformungszustand mittels des Anschlusses Fluid in den Innenraum eingelassen.In this case, the shut-off valve advantageously also has an interior and an elastically formed wall, wherein the elastically formed wall bounds the interior in a fluid-tight manner with respect to the flow channel. In addition, the shut-off valve furthermore has a connection connected in a fluid-conducting manner to the interior. In this case, in the first method step, an arrangement of the elastic element in the first deformation state by means of the connection fluid is introduced into the interior.

Dabei wird in dem zweiten Verfahrensschritt zu einer Anordnung des elastischen Elements in dem zweiten Verformungszustand mittels des Anschlusses Fluid aus dem Innenraum ausgelassen. Somit kann auf einfache Weise das elastische Element in dem ersten Verformungszustand und in dem zweiten Verformungszustand angeordnet werden.In this case, in the second method step, an arrangement of the elastic element in the second deformation state by means of Connection fluid omitted from the interior. Thus, the elastic member can be easily arranged in the first deformation state and the second deformation state.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst der Anschluss weiterhin ein Absperrelement. Dabei wird das Absperrelement zum Einlassen von Fluid in den Innenraum des elastischen Elements hinein oder zum Auslassen von Fluid aus dem Innenraum des elastischen Elements heraus während der Ausführung des ersten Verfahrensschritts oder der Ausführung des zweiten Verfahrensschritts in einem ersten Zustand angeordnet, wobei das Absperrelement insbesondere geöffnet ist.According to one aspect of the invention, the port further comprises a shut-off element. In this case, the shut-off element is arranged for admitting fluid into the interior of the elastic element or for discharging fluid from the interior of the elastic element during the execution of the first method step or the execution of the second method step in a first state, wherein the shut-off element in particular opened is.

Dabei wird das Absperrelement zu einer fluiddichten Abschließung des Innenraums nach der Ausführung des ersten Verfahrensschritts oder nach der Ausführung des zweiten Verfahrensschritts in einem zweiten Zustand angeordnet, wobei das Absperrelement insbesondere geschlossen ist. Somit kann auf einfache Weise die Anordnung des elastischen Elements in dem ersten Verformungszustand oder die Anordnung des elastischen Elements in dem zweiten Verformungszustand ausgebildet werden.In this case, the shut-off element is arranged for a fluid-tight closure of the interior after the execution of the first method step or after the execution of the second method step in a second state, wherein the shut-off element is in particular closed. Thus, the arrangement of the elastic member in the first deformation state or the arrangement of the elastic member in the second deformation state can be easily formed.

Weiterhin von Vorteil ist es, wenn das Fluid, welches in dem Innenraum des elastischen Elements aufgenommen wird, ein Gas oder eine Flüssigkeit ist. Somit ist es möglich, das elastische Element des Absperrventils sowohl hydraulisch als auch pneumatisch in dem ersten Verformungszustand oder in dem zweiten Verformungszustand anzuordnen. Eine pneumatische Ausbildung des Absperrventils, bei welcher als Fluid ein Gas, wie insbesondere Luft, eingesetzt wird, kann vorteilhafterweise zusätzlich aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit von Gasen eine Isolationswirkung erhöhen. Eine hydraulische Ausbildung des Absperrventils, bei welcher als Fluid eine Flüssigkeit, wie insbesondere ein für den Kühlkreislauf genutztes Temperierfluid, eingesetzt wird, kann vorteilhafterweise den Aufbau vereinfachen, da beispielsweise als Temperierfluid genutztes Fluid auch in den Innenraum des elastischen Elements geleitet werden kann und somit auf ein zusätzliches Fluid verzichtet werden kann.It is furthermore advantageous if the fluid which is received in the interior of the elastic element is a gas or a liquid. Thus, it is possible to arrange the elastic element of the shut-off valve both hydraulically and pneumatically in the first deformation state or in the second deformation state. A pneumatic embodiment of the shut-off valve, in which a gas, in particular air, is used as the fluid, can advantageously additionally increase an insulating effect due to the low thermal conductivity of gases. A hydraulic design of the shut-off valve, in which a fluid, such as in particular used for the cooling circuit Temperierfluid is used, can advantageously simplify the structure, since for example used as Temperierfluid fluid can also be passed into the interior of the elastic element and thus on an additional fluid can be dispensed with.

Ein erfindungsgemäßes Absperrventil kann für Batteriemodule in elektrisch betriebenen Hybrid- oder Plug-In-Hybrid-Fahrzeugen, in stationären Speichern oder auch in mobilen Unterhaltungsgeräten eingesetzt werden. Ferner kann ein erfindungsgemäßes Absperrventil insbesondere für zukünftige Lithium-Ionen-Technologien genutzt werden.An inventive shut-off valve can be used for battery modules in electrically operated hybrid or plug-in hybrid vehicles, in stationary storage or in mobile entertainment devices. Furthermore, an inventive shut-off valve can be used in particular for future lithium-ion technologies.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigt

  • 1 schematisch in einer Seitenansicht einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Absperrventils mit einem in einem ersten Verformungszustand angeordneten elastischen Element,
  • 2 schematisch in einer Frontansicht ein erfindungsgemäßes Absperrventil mit einem in einem ersten Verformungszustand angeordneten elastischen Element,
  • 3 schematisch in einer Seitenansicht einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Absperrventils mit einem in einem zweiten Verformungszustand angeordneten elastischen Element und
  • 4 schematisch in einer Frontansicht ein erfindungsgemäßes Absperrventil mit einem in einem zweiten Verformungszustand angeordneten elastischen Element.
It shows
  • 1 1 is a schematic side view of a section of a shut-off valve according to the invention with an elastic element arranged in a first deformation state;
  • 2 1 is a schematic front view of a shut-off valve according to the invention with an elastic element arranged in a first deformation state;
  • 3 schematically in a side view a section of a shut-off valve according to the invention with a arranged in a second deformation state elastic element and
  • 4 schematically in a front view of an inventive shut-off valve with a arranged in a second deformation state elastic element.

Die 1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Absperrventils 1 mit einem in einem ersten Verformungszustand angeordneten elastischen Element 2.The 1 shows schematically in a side view a section of a shut-off valve according to the invention 1 with an elastic element arranged in a first deformation state 2 ,

Das Absperrventil 1 umfasst einen Strömungskanal 3. Der Strömungskanal 3 weist einen ersten Anschluss 41 und einen zweiten Anschluss 42 auf.The shut-off valve 1 includes a flow channel 3 , The flow channel 3 has a first connection 41 and a second connection 42 on.

Der erste Anschluss 41 ist zu einer fluidleitenden Verbindung mit einem ersten Strömungskanal ausgebildet, welcher in den Figuren nicht gezeigt ist. Der zweite Anschluss 42 ist zu einer fluidleitenden Verbindung mit einem zweiten Strömungskanal ausgebildet, welcher in den Figuren nicht gezeigt ist.The first connection 41 is formed into a fluid-conducting connection with a first flow channel, which is not shown in the figures. The second connection 42 is formed into a fluid-conducting connection with a second flow channel, which is not shown in the figures.

Weiterhin ist innerhalb des Strömungskanals 3 zwischen dem ersten Anschluss 41 und dem zweiten Anschluss 42 ein elastisches Element 2 angeordnet. Dabei ist das elastische Element 2 elastisch verformbar ausgebildet.Furthermore, within the flow channel 3 between the first port 41 and the second port 42 an elastic element 2 arranged. Here is the elastic element 2 formed elastically deformable.

Weiterhin ist das elastisch verformbar ausgebildete elastische Element 2 in der Art ausgebildet, dass das elastische Element 2 bei der Anordnung in einem ersten Verformungszustand, welche in der 1 gezeigt ist, erste Strömungsquerschnittsflächen 51 begrenzt. In der 1 sind dazu exemplarisch zwei erste Strömungsquerschnittsflächen 51 gezeigt.Furthermore, the elastically deformable elastic element is formed 2 formed in the way that the elastic element 2 in the arrangement in a first deformation state, which in the 1 is shown, first flow cross-sectional areas 51 limited. In the 1 are exemplarily two first flow cross-sectional areas 51 shown.

Die 2 zeigt schematisch in einer Frontansicht ein erfindungsgemäßes Absperrventil 1 mit einem in einem ersten Verformungszustand angeordneten elastischen Element 2.The 2 schematically shows a front view of an inventive shut-off valve 1 With a arranged in a first deformation state elastic element 2 ,

Die 2 zeigt dabei dasselbe Absperrventil 1 wie die 1. Dabei ist aus der 2 der erste Anschluss 41 und das elastische Element 2 zu erkennen. Zudem ist auch die kleinste aller ersten Querschnittsflächen 51 zu erkennen.The 2 shows the same shut-off valve 1 as the 1 , It is from the 2 the first connection 41 and the elastic element 2 to recognize. In addition, also the smallest of all first cross-sectional areas 51 to recognize.

Weiterhin zeigt die 2 auch, dass das elastische Element 2 den ersten Anschluss 41 und den zweiten Anschluss 42 nicht vollständig trennt, sondern das durchaus eine Öffnung 53 ausgebildet werden kann, mittels der ein Druckausgleich zwischen dem ersten Anschluss 41 und dem zweiten Anschluss 42 möglich ist.Furthermore, the shows 2 also that the elastic element 2 the first connection 41 and the second port 42 not completely separate, but quite an opening 53 can be formed by means of a pressure equalization between the first port 41 and the second port 42 is possible.

Selbstverständlich ist es weiterhin auch möglich, dass das elastische Element 2 bei der Anordnung in dem ersten Verformungszustand den ersten Anschluss 41 fluidleitend von den zweiten Anschluss 42 trennt, was in den 1 und 2 nicht gezeigt ist.Of course, it is also possible that the elastic element 2 in the arrangement in the first deformation state, the first terminal 41 fluid conducting from the second port 42 separates what is in the 1 and 2 not shown.

Die 3 zeigt schematisch in einer Seitenansicht einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Absperrventils 1 mit einem in einem zweiten Verformungszustand angeordneten elastischen Element 2.The 3 shows schematically in a side view a section of a shut-off valve according to the invention 1 with an elastic element arranged in a second deformation state 2 ,

Die 3 zeigt dabei dasselbe Absperrventil 1 wie die 1 und 2. Der einzige Unterschied besteht darin, dass das elastische Element 2 des Absperrventils 1 gemäß 3 in dem zweiten Verformungszustand angeordnet ist.The 3 shows the same shut-off valve 1 as the 1 and 2 , The only difference is that the elastic element 2 the shut-off valve 1 according to 3 is arranged in the second deformation state.

Weiterhin ist das elastisch verformbar ausgebildete elastische Element 2 dazu in der Art ausgebildet, dass das elastische Element 2 bei der Anordnung in einem zweiten Verformungszustand, welche in der 3 gezeigt ist, zweite Strömungsquerschnittsflächen 52 begrenzt.Furthermore, the elastically deformable elastic element is formed 2 to this end formed in the way that the elastic element 2 in the arrangement in a second deformation state, which in the 3 is shown, second flow cross-sectional areas 52 limited.

Die 4 zeigt schematisch in einer Frontansicht ein erfindungsgemäßes Absperrventil 1 mit einem in einem zweiten Verformungszustand angeordneten elastischen Element 2.The 4 schematically shows a front view of an inventive shut-off valve 1 with an elastic element arranged in a second deformation state 2 ,

Die 4 zeigt dabei dasselbe Absperrventil 1 wie die 1 bis 3, wobei die elastische Element 2 gemäß 4 in dem zweiten Verformungszustand angeordnet ist.The 4 shows the same shut-off valve 1 as the 1 to 3 , wherein the elastic element 2 according to 4 is arranged in the second deformation state.

Aus dem Vergleich der 1 und 3 sowie den 2 und 4 ist zu erkennen, dass eine erste Strömungsquerschnittsfläche 51 kleiner ist als eine zweite Strömungsquerschnittsfläche 52.From the comparison of 1 and 3 as well as the 2 and 4 It can be seen that a first flow cross-sectional area 51 smaller than a second flow cross-sectional area 52 ,

An dieser Stelle sei dazu angemerkt, dass die Strömungsquerschnittsflächen 51, 52 jeweils senkrecht zu einer Längsrichtung 10 des Absperrventils 1 angeordnet ist, welche von dem ersten Anschluss 41 zu dem zweiten Anschluss 42 weist.At this point it should be noted that the flow cross-sectional areas 51 , 52 each perpendicular to a longitudinal direction 10 the shut-off valve 1 is arranged, which of the first connection 41 to the second port 42 has.

Aus den gezeigten 1 bis 4 ist zu erkennen, dass das elastische Element 2 einen mit Fluid befüllbaren Innenraum 6 aufweist.From the shown 1 to 4 It can be seen that the elastic element 2 has an interior that can be filled with fluid 6 having.

Weiterhin weist das elastische Element 2 eine elastisch ausgebildete Wand 7 auf.Furthermore, the elastic element 2 an elastically formed wall 7 on.

Dabei begrenzt die elastisch ausgebildete Wand 7 des elastischen Elements 2 den Innenraum 6 fluiddicht gegenüber dem Strömungskanal 3.This limits the elastically formed wall 7 of the elastic element 2 the interior 6 fluid-tight with respect to the flow channel 3 ,

Gemäß dem in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel des Absperrventils 1 ist die elastisch ausgebildete Wand 7 als eine Membran 71 ausgebildet.According to the in the 1 to 4 shown embodiment of the shut-off valve 1 is the elastically formed wall 7 as a membrane 71 educated.

Weiterhin umfasst das Absperrventil 1 einen fluidleitend mit dem Innenraum 6 verbundenen Anschluss 8. Dabei ist der Anschluss 8 dazu ausgebildet, Fluid in den Innenraum 6 des elastischen Elements 2 hineinzulassen bzw. Fluid aus dem Innenraum 6 des elastischen Elements 2 herauszulassen.Furthermore, the shut-off valve includes 1 a fluid-conducting with the interior 6 connected connection 8th , Here is the connection 8th designed to be fluid in the interior 6 of the elastic element 2 let in or fluid from the interior 6 of the elastic element 2 let out.

Weiterhin umfasst der Anschluss 8 ein Absperrelement 9. Dabei ist das Absperrelement 9 in der Art ausgebildet, dass bei einer Anordnung des Absperrelements 9 in einem ersten Zustand Fluid in den Innenraum 6 des elastischen Elements 2 einlassbar oder Fluid aus dem Innenraum 6 des elastischen Elements 2 heraus auslassbar ist. Dabei ist das Absperrelement 9 weiterhin in der Art ausgebildet, dass bei einer Anordnung des Absperrelements 9 in einem zweiten Zustand der Innenraum 6 des elastischen Elements 2 fluiddicht abgeschlossen ist.Furthermore, the connection includes 8th a shut-off element 9 , Here is the shut-off 9 designed in such a way that in an arrangement of the shut-off element 9 in a first state fluid in the interior 6 of the elastic element 2 einlassbar or fluid from the interior 6 of the elastic element 2 out is outlet. Here is the shut-off 9 further formed in the way that in an arrangement of the shut-off element 9 in a second state the interior 6 of the elastic element 2 is sealed fluid-tight.

Dabei kann in einem ersten Verfahrensschritt zu einer Anordnung des elastischen Elements 2 in einem ersten Verformungszustand gemäß den 1 und 2 Fluid mittels des Anschlusses 8 in den Innenraum 6 des elastischen Elements 2 hineingelassen werden, wobei insbesondere das Absperrelement 9 geöffnet ist. Anschließend kann zu einer Erhaltung des ersten Verformungszustands des elastischen Elements 2 gemäß den 1 und 2 das Absperrelement 9 den Innenraum 6 fluiddicht abschließen.In this case, in a first method step, an arrangement of the elastic element 2 in a first deformation state according to 1 and 2 Fluid by means of the connection 8th in the interior 6 of the elastic element 2 let in, in particular the shut-off 9 is open. Subsequently, a preservation of the first deformation state of the elastic element 2 according to the 1 and 2 the shut-off element 9 the interior 6 complete fluid-tight.

Dabei kann in einem zweiten Verfahrensschritt zu einer Anordnung des elastischen Elements 2 in einem zweiten Verformungszustand gemäß den 3 und 4 Fluid mittels des Anschlusses 8 aus dem Innenraum 6 des elastischen Elements 2 herausgelassen werden, wobei insbesondere das Absperrelement 9 geöffnet ist. Anschließend kann zu einer Erhaltung des zweiten Verformungszustands des elastischen Elements 2 gemäß den 3 und 4 das Absperrelement 9 den Innenraum 6 fluiddicht abschließen.In this case, in a second method step, an arrangement of the elastic element 2 in a second deformation state according to 3 and 4 Fluid by means of the connection 8th from the interior 6 of the elastic element 2 be let out, in particular the shut-off 9 is open. Subsequently, a preservation of the second state of deformation of the elastic element 2 according to the 3 and 4 the shut-off element 9 the interior 6 complete fluid-tight.

Somit ist es also möglich, das elastische Element 2 des Absperrventils 1 auf einfache Weise in dem ersten Verformungszustand oder dem zweiten Verformungszustand anzuordnen, insbesondere durch Öffnen oder Schließen des Absperrelements 9.Thus, it is possible, the elastic element 2 the shut-off valve 1 to be arranged in a simple manner in the first deformation state or the second deformation state, in particular by opening or closing the shut-off element 9 ,

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Claims (12)

Absperrventil eines Kühlkreislaufs eines Batteriemoduls mit einem Strömungskanal (3), welcher einen zur fluidleitenden Verbindung mit einem ersten Strömungskanal ausgebildeten ersten Anschluss (41) und einen zur fluidleitenden Verbindungen mit einem zweiten Strömungskanal ausgebildeten zweiten Anschluss (42) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Strömungskanals (3) zwischen dem ersten Anschluss (41) und dem zweiten Anschluss (42) ein elastisch verformbar ausgebildetes elastisches Element (2) angeordnet ist, welches in der Art ausgebildet, dass das elastische Element (2) bei der Anordnung in einem ersten Verformungszustand erste Strömungsquerschnittsflächen (51) begrenzt und das elastische Element (2) bei der Anordnung in einem zweiten Verformungszustand zweite Strömungsquerschnittsflächen (52) begrenzt, wobei eine erste Strömungsquerschnittsfläche (51) kleiner ist als eine zweite Strömungsquerschnittsfläche (52).Shut-off valve of a cooling circuit of a battery module having a flow channel (3), which has a first connection (41) designed for fluid-conducting connection with a first flow channel and a second connection (42) designed for fluid-conducting connections to a second flow channel, characterized in that within the Flow channel (3) between the first terminal (41) and the second terminal (42) an elastically deformable elastic element (2) is arranged, which is formed in such a way that the elastic element (2) in the arrangement in a first deformation state limited first flow cross-sectional areas (51) and the elastic element (2) when arranged in a second deformation state second flow cross-sectional areas (52) limited, wherein a first flow cross-sectional area (51) is smaller than a second flow cross-sectional area (52). Absperrventil nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (2) bei der Anordnung in dem ersten Verformungszustand den ersten Anschluss (41) fluidleitend von dem zweiten Anschluss (42) trennt.Shut-off valve according to the preceding claim, characterized in that, in the arrangement in the first deformation state , the elastic element (2) separates the first connection (41) in a fluid-conducting manner from the second connection (42). Absperrventil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (2) einen mit Fluid befüllbaren Innenraum (6) aufweist, wobei eine elastisch ausgebildete Wand (7) des elastischen Elements (2) den Innenraum (6) fluiddicht gegenüber dem Strömungskanal (3) begrenzt.Shut-off valve according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic element (2) has an interior space (6) which can be filled with fluid, wherein an elastically formed wall (7) of the elastic element (2) seals the interior (6) fluid-tight with respect to the flow channel (3) limited. Absperrventil nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die elastisch ausgebildete Wand (7) als eine Membran (71) ausgebildet ist.Shut-off valve according to the preceding claim, characterized in that the elastically formed wall (7) is formed as a membrane (71). Absperrventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (1) einen fluidleitend mit dem Innenraum (6) verbundenen Anschluss (8) aufweist, welcher ausgebildet dazu ist, Fluid in den Innenraum (6) des elastischen Elements (2) einzulassen und Fluid aus dem Innenraum (6) des elastischen Element (2) auszulassen.Shut-off valve according to one of the preceding Claims 3 or 4 , characterized in that the shut-off valve (1) has a connection (8) connected in a fluid-conducting manner to the interior (6), which is designed to admit fluid into the interior (6) of the elastic element (2) and to remove fluid from the interior ( 6) of the elastic element (2) omit. Absperrventil nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Anschluss (8) weiterhin ein Absperrelement (9) umfasst, welches in der Art ausgebildet ist, dass bei einer Anordnung des Absperrelements (9) in einem ersten Zustand Fluid in den Innenraum des elastischen Elements (2) einlassbar ist oder Fluid aus dem Innenraum (6) des elastischen Elements (2) auslassbar ist und dass bei einer Anordnung des Absperrelements (1) in einem zweiten Zustand der Innenraum (6) des elastischen Elements (2) fluiddicht abgeschlossen ist.Shut-off valve according to the preceding claim, wherein the connection (8) further comprises a shut-off element (9), which is designed in such a way that, when the shut-off element (9) is arranged in a first state, fluid is introduced into the interior of the elastic element (2). is einlassbar or fluid from the interior (6) of the elastic element (2) can be discharged and that in an arrangement of the shut-off (1) in a second state, the interior (6) of the elastic element (2) is fluid-tight manner. Kühlkreislauf eines Batteriemoduls mit einem Absperrventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Kühlkreislauf weiterhin einen ersten Strömungskanal und einen zweiten Strömungskanal aufweist, und der erste Anschluss (41) des Absperrventils (1) fluidleitend mit dem ersten Strömungskanal verbunden ist und der zweite Anschluss (42) des Absperrventils (1) fluidleitend mit dem zweiten Strömungskanal verbunden ist.Cooling circuit of a battery module with a shut-off valve according to one of Claims 1 to 6 wherein the cooling circuit further comprises a first flow channel and a second flow channel, and the first port (41) of the shut-off valve (1) is fluid-conductively connected to the first flow channel and the second port (42) of the shut-off valve (1) fluidly connected to the second flow channel connected is. Batteriemodul mit einem Kühlkreislauf gemäß Anspruch 7.Battery module with a cooling circuit according to Claim 7 , Verfahren zum Betrieb eines Kühlkreislaufs, insbesondere eines Kühlkreislaufs eines Batteriemoduls, welcher ein Absperrventil (1) umfasst, welches einen Strömungskanal (3) mit einem fluidleitend mit einem ersten Strömungskanal des Kühlkreislaufs verbundenen ersten Anschluss (41) und mit einem fluidleitend mit einem zweiten Strömungskanal des Kühlkreislaufes verbundenen zweiten Anschluss (42) umfasst, und ein elastisch verformbares elastisches Element (2) aufweist, welches innerhalb des Strömungskanals (3) zwischen dem ersten Anschluss (41) und dem zweiten Anschluss (42) angeordnet ist, wobei in einem ersten Verfahrensschritt das elastische Element (2) in einem ersten Verformungszustand angeordnet wird, so dass das elastische Element (2) erste Strömungsquerschnittsflächen (51) begrenzt, und in einem zweiten Verfahrensschritt das elastische Element (2) in einem zweiten Verformungszustand angeordnet wird, so dass das elastische Element (2) zweiten Strömungsquerschnittsflächen (52) begrenzt, wobei eine erste Strömungsquerschnittsfläche (51) kleiner ist als eine zweite Strömungsquerschnittsfläche (52).Method for operating a cooling circuit, in particular a cooling circuit of a battery module, which comprises a shut - off valve (1) having a flow channel (3) with a first connection (41) fluid - conductively connected to a first flow channel of the cooling circuit and with a fluid conducting with a second flow channel of Cooling circuit associated second connection (42), and an elastically deformable elastic element (2), which is disposed within the flow channel (3) between the first port (41) and the second port (42), wherein in a first method step elastic element (2) is arranged in a first deformation state, so that the elastic element (2) limits first flow cross-sectional areas (51), and in a second process step the elastic element (2) is arranged in a second deformation state, such that the elastic element (2) second flow cross-sectional areas (52), wherein a first flow cross-sectional area (51) is smaller than a second flow cross-sectional area (52). Verfahren zum Betrieb eines Kühlkreislaufes nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Absperrventil (1) weiterhin einen Innenraum (6) aufweist und eine elastisch ausgebildete Wand (7) des elastischen Elements (2) den Innenraum (6) fluiddicht gegenüber dem Strömungskanal (3) begrenzt, und wobei das Absperrventil (1) weiterhin einen fluidleitend mit dem Innenraum (6) verbundenen Anschluss (8) aufweist, wobei in dem ersten Verfahrensschritt zu einer Anordnung des elastischen Elements (2) in dem ersten Verformungszustand mittels des Anschlusses (8) Fluid in den Innenraum (6) eingelassen wird und wobei in dem zweiten Verfahrensschritt zu einer Anordnung des elastischen Element (2) in dem zweiten Verformungszustand mittels des Anschlusses (8) Fluid aus dem Innenraum (6) ausgelassen wird.Method for operating a cooling circuit according to the preceding claim, wherein the shut-off valve (1) further comprises an inner space (6) and an elastically formed wall (7) of the elastic element (2) the inner space (6) fluid-tight with respect to the flow channel (3) limited and wherein the shut-off valve (1) further comprises a connection (8) connected in a fluid-conducting manner to the interior space (6), wherein in the first method step an arrangement of the elastic element (2) in the first deformation state by means of the connection (8) comprises fluid in the interior (6) is let in and wherein in the second method step to an arrangement of the elastic element (2) in the second deformation state by means of the terminal (8) fluid is discharged from the interior (6). Verfahren zum Betrieb eines Kühlkreislaufes nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Anschluss (8) weiterhin ein Absperrelement (9) umfasst, und das Absperrelement (8) zum Einlassen von Fluid in den Innenraum (6) oder zum Auslassen von Fluid aus dem Innenraum (6) während der Ausführung des ersten Verfahrensschritts oder während des Ausführung des zweiten Verfahrensschritts in einem ersten Zustand angeordnet wird und das Absperrelement (9) zu einer fluiddichten Abschließung des Innenraums (6) nach der Ausführung des ersten Verfahrensschritts oder nach der Ausführung des zweiten Verfahrensschritts in einem zweiten Zustand angeordnet wird.Method for operating a cooling circuit according to the preceding claim, wherein the connection (8) further comprises a shut-off element (9), and the shut-off element (8) for introducing fluid into the interior space (6) or for discharging fluid from the interior space (6) during the execution of the first method step or during the execution of the second method step in a first state and the shut-off element (6) 9) for a fluid-tight closure of the interior space (6) after the execution of the first method step or after the execution of the second method step in a second state. Verfahren zum Betrieb eines Kühlkreislaufs nach einem der vorherigen Ansprüche 10 oder 11, wobei das Fluid ein Gas oder eine Flüssigkeit ist.Method for operating a refrigeration cycle according to one of the preceding Claims 10 or 11 , wherein the fluid is a gas or a liquid.
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