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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperiervorrichtung für die Temperierung einer Batterievorrichtung, einen Beeinflussungseinsatz sowie ein Verfahren für die Herstellung einer Temperiervorrichtung.
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Im Rahmen der Anmeldung kann die Batterievorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug, ein Wasser- und/oder Unterwasserfahrzeug, insbesondere ein Boot, oder ein Flugzeug verwendet werden. Weiterhin ist es denkbar, dass die Batterievorrichtung in einem Anhänger verwendet werden kann. Die Batterievorrichtung kann beispielsweise als Antriebsbatterie oder Versorgungsbatterie verwendet werden.
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Es ist grundsätzlich bekannt, dass Batterievorrichtungen von Fahrzeugen temperiert werden müssen. Dies dient zum einen der Kühlung während des Betriebs aber auch zum Aufheizen bei kalten Umgebungstemperaturen. Üblicherweise sind solche Temperiervorrichtungen mit Temperiermittelleitungen ausgestattet, welche Temperiermittel bzw. Temperierfluid in die Batterievorrichtung hinein- und von dieser wieder wegfördern. In entsprechenden Wärmeaustauschabschnitten kann Wärme zwischen dem Temperiermittel einerseits und der Batterievorrichtung andererseits ausgetauscht werden. Um einen kontinuierlichen Wärmestrom in die Batterievorrichtung hinein bei einer Heizfunktionalität und aus der Batterievorrichtung heraus bei einer Kühlfunktionalität gewährleisten zu können, muss das Temperiermittel in der Temperiermittelleitung gefördert werden. Hierfür ist diese üblicherweise mit einer Temperiermittelpumpe ausgestattet, welche einen Fluss von Temperiermittel in einen Temperiermitteleingang durch die Temperiermittelleitung hindurch zu einem Temperiermittelausgang zur Verfügung stellt.
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Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass ein hoher Aufwand betrieben werden muss, um strömungstechnisch ideale Wärmeübergangslösungen im Bereich des Wärmeübergangs von der Batterievorrichtung in das Temperiermittel zur Verfügung zu stellen. So sind beispielsweise Änderungen der Strömungsquerschnitte, Einbauten oder ähnlich komplizierte Bauteile notwendig, um in der gewünschten Weise eine strömungsmechanische Ausgestaltung innerhalb der Temperiermittelleitung so zur Verfügung zu stellen, dass der Austausch der Wärme an der Batterievorrichtung in optimaler Weise erfolgen kann.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise eine Temperiervorrichtung zur Verfügung stellen zu können, mit einfacher Einstellbarkeit der thermischen bzw. strömungsmechanischen Parameter innerhalb der Temperiermittelleitung.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Temperiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einen Beeinflussungseinsatz mit den Merkmalen des Anspruchs 11 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Beeinflussungseinsatz sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Erfindungsgemäß dient eine Temperiervorrichtung der Temperierung einer Batterievorrichtung eines Fahrzeugs. Hierfür weist die Temperiervorrichtung wenigstens eine Temperiermittelleitung für die Förderung von Temperiermittel zum Austausch von Wärme mit der Batterievorrichtung auf. Die Temperiermittelleitung ist mit wenigstens einem Temperiermitteleingang für den Eintritt von Temperiermittel und mit wenigstens einem Temperiermittelausgang für den Austritt von Temperiermittel ausgestattet. Weiter weist die Temperiermittelleitung wenigstens einen Beeinflussungsabschnitt auf, welcher eine Schüttung von Beeinflussungspartikeln zur Beeinflussung der Strömung des Temperiermittels im Beeinflussungsabschnitt aufweist.
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Erfindungsgemäß dient also die Temperiervorrichtung wieder dazu, ein Kühlen und/oder ein Heizen der Batterievorrichtung gewährleisten zu können. Hierfür wird Temperiermittel in zwangsfördernder Weise von einer Temperiermittelpumpe durch einen Temperiermitteleingang in die Temperiermittelleitung eingefördert und aus dem Temperiermittelausgang wieder herausgefördert. Das Temperiermittel wird dabei in der Temperiervorrichtung vorzugsweise in einem Kreislauf geführt, so dass Wärme auf diese Weise aktiv in die Batterievorrichtung eingebracht oder von dieser heraus abgeführt werden kann.
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Um ein einfaches Einstellen der Flussgeschwindigkeit des Temperiermittels im Bereich der Temperiervorrichtung zur Verfügung stellen zu können, ist nun erfindungsgemäß ein Beeinflussungsabschnitt in der Temperiermittelleitung angeordnet. Dieser Beeinflussungsabschnitt dient dazu, die Strömung des Temperiermittels durch diesen Beeinflussungsabschnitt zu beeinflussen, und insbesondere hinsichtlich der Strömungsgeschwindigkeit bzw. des Volumenstrom des Temperiermittels anzupassen oder zu ändern. Diese Einstellung erfolgt vorzugsweise einmalig bei der Konfektionierung der Temperiervorrichtung, wenn also der Beeinflussungsabschnitt in der Temperiermittelleitung durch das Einbringen der Schüttung von Beeinflussungspartikeln ausgestaltet wird.
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Während bei bekannten Temperiervorrichtungen ein hoher Aufwand in konstruktiver Weise betrieben werden muss, um eine Beeinflussung der Strömung des Temperiermittels innerhalb der Temperiermittelleitung zur Verfügung stellen zu können, ist dies erfindungsgemäß deutlich einfacher und kostengünstiger möglich. So reicht es nun aus, eine Mehrzahl, vorzugsweise von zwei oder mehr Beeinflussungspartikeln, in Form einer Schüttung in die Temperiermittelleitung einzubringen und dort als Schüttung anzuordnen. Unter einer Schüttung ist dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung eine unregelmäßige oder regelmäßige Anordnung einzelner Beeinflussungspartikel benachbart zueinander zu verstehen. Insbesondere sind die Beeinflussungspartikel rieselfähig ausgestaltet, so dass die Menge an Beeinflussungspartikeln als rieselfähige Schüttung in die Temperiermittelleitung in schüttender Weise eingebracht werden kann. Eine Schüttung von Beeinflussungspartikeln weist zum einen einen Feststoffanteil auf, welcher durch die Beeinflussungspartikel selbst ausgestaltet wird. Da die Beeinflussungspartikel in Abhängigkeit von ihrer geometrischen Form nicht wie ein Schlüssel im Schloss nahtlos aneinanderliegen, sondern vielmehr einen Zwischenraum zwischen sich aufspannen, bleibt eine Schüttungsporosität übrig, also ein Bereich zwischen benachbarten Beeinflussungspartikeln, welcher beim Füllen der Temperiermittelleitung mit dem Temperiermittel von diesem Temperiermittel eingenommen wird. Die Schüttungsporosität der Schüttung aus Beeinflussungspartikeln bildet also den restlichen Strömungsquerschnitt, durch welchen das Temperiermittel durch den Beeinflussungsabschnitt hindurchströmen kann.
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Durch die Auswahl der Schüttung, und insbesondere durch die Auswahl der Beeinflussungspartikel, kann nun die Schüttungsporosität beeinflusst werden. Werden beispielsweise große sperrige Beeinflussungspartikel verwendet, so wird sich entsprechend ein jeweils großer Zwischenraum als Schüttungsporosität zwischen benachbarten Beeinflussungspartikeln ausbilden. Bei sehr regelmäßigen geometrischen Formen der Beeinflussungspartikel und/oder kleinem Querschnitt dieser Beeinflussungspartikel wird die Schüttungsporosität deutlich abnehmen, so dass der geschlossene Anteil im Beeinflussungsabschnitt ansteigt. Je weniger freier Strömungsquerschnitt in Form der Schüttungsporosität in der Schüttung der Beeinflussungspartikel zur Verfügung gestellt wird, umso geringer ist auch der Volumenstrom und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des Temperiermittels durch den Beeinflussungsabschnitt.
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Wie aus der voranstehenden Erläuterung ersichtlich wird, kann nun durch die Auswahl und Kombination von unterschiedlichen oder gleichen Beeinflussungspartikeln in einfacher Weise eingestellt werden, wie die Strömung des Temperiermittels durch den Beeinflussungsabschnitt zur Verfügung gestellt werden soll. So kann ein und dieselbe Temperiervorrichtung durch die Auswahl unterschiedlicher Schüttungen an unterschiedlich gewünschte Strömungsverhältnisse angepasst werden. Auch innerhalb einer Batterievorrichtung, in welcher zum Beispiel zwei oder mehr Temperiervorrichtungen an unterschiedlicher Stelle die Temperierfunktionalität zur Verfügung stellen sollen, können auf diese Weise durch unterschiedliche Schüttungen mit unterschiedlichen Strömungsverhältnissen in dem jeweiligen Beeinflussungsabschnitt unterschiedliche Temperierfunktionalitäten ausbilden. So kann aktiv durch die Auswahl der Schüttung ausgewählt werden, ob eine schnelle oder eine langsame Fließgeschwindigkeit des Temperiermittels an dem jeweiligen Temperierabschnitt der Batterievorrichtung gewünscht ist.
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Ausgehend von den bekannten Lösungen wird nun die Einstellbarkeit durch die Schüttung für die Temperierfunktionalität in dem Beeinflussungsabschnitt deutlich leichter, kostengünstiger und flexibler möglich. Insbesondere kann erst zum Zeitpunkt der Konfektionierung entschieden werden, ob und in welcher Weise eine Beeinflussung der Strömung des Temperiermittels im Beeinflussungsabschnitt zur Verfügung gestellt werden soll.
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Vorzugsweise reicht es dabei aus, wenn zumindest in einem Teilabschnitt der gesamten Temperiermittelleitung dieser Beeinflussungsabschnitt angeordnet ist. Bevorzugt ist dieser korrelierend oder zumindest überlappend mit einem Temperierabschnitt ausgebildet, in welchem ein Wärmeübergang zwischen dem Temperiermittel und der Batterievorrichtung zur Verfügung gestellt werden soll.
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Das Temperiermittel selbst ist dabei vorzugsweise als Temperierfluid, insbesondere als Temperierflüssigkeit und/oder als Temperiergas ausgestaltet. Die einzelnen Materialien, insbesondere die Materialwahl der Beeinflussungspartikel ist in elektrisch nicht leitender Weise bzw. vorzugsweise in elektrisch isolierender Weise ausgebildet. Die einzelnen Beeinflussungspartikel können dabei identisch, im Wesentlichen identisch oder aber auch in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, wie dies später noch näher erläutert wird.
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Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Beeinflussungspartikel zumindest teilweise als poröse Beeinflussungspartikel, insbesondere mit geschlossenen oder im Wesentlichen geschlossenen Poren, ausgebildet sind. Eine poröse Ausgestaltung der Beeinflussungspartikel reduziert das Gesamtgewicht dieser Beeinflussungspartikel deutlich. Insbesondere bei der Herstellung der Beeinflussungspartikel als auch beim Handling während der Herstellverfahrensschritte beim Einbringen der Schüttung dieser porösen Beeinflussungspartikel kann dies Vorteile mit sich bringen. Handelt es sich bei den Beeinflussungspartikeln insbesondere um poröse Ausgestaltungen mit geschlossenen oder im Wesentlichen geschlossenen Poren, führt dies dazu, dass innerhalb dieser geschlossenen Poren ein abgedichteter und abgeschlossener Gaseinschluss vorhanden ist. Wird als Temperiermittel ein flüssiges Temperiermittel verwendet, so führt dies weiter dazu, dass die geschlossenen Poren mit ihrem Gas ein Verdrängungsvolumen darstellen, welches beim Ausfüllen der Temperiermittelleitung mit Temperiermittel nicht mehr mit dem Temperiermittel in flüssiger Form ausgefüllt werden muss. Um das entsprechende Volumengewicht der geschlossenen Poren kann also das Gesamtgewicht der Temperiervorrichtung bezogen auf das auf diese Weise eingesparte Temperiermittelvolumen reduziert werden.
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Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Beeinflussungspartikel zumindest teilweise als Hohlkörper ausgebildet sind und/oder einen abgeschlossenen Hohlraum aufweisen. So sind beispielsweise vollständig als Kugeln ausgebildete Hohlkörper mit einem entsprechend zentralen Hohlraum als Beeinflussungspartikel möglich. Dabei kann es sich um Kunststoffkugeln oder auch um Glaskugeln handeln. Dies optimiert insbesondere den Reduktionswunsch an Gewicht, so dass ein maximales Volumen an abgedichtetem, mit Lufteinschluss versehenem, gasdichtem Hohlraum zur Verfügung gestellt wird, um auf diese Weise durch die Verdrängung von Temperiermittelvolumen das entsprechende Gesamtgewicht um das nicht mehr benötigte Temperiermittelvolumen zu reduzieren. Selbstverständlich können auch unterschiedlichste Beeinflussungspartikel in einer Temperiervorrichtung miteinander kombiniert zum Einsatz kommen.
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Weiter von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Beeinflussungspartikel eine gemischte Körnung aufweisen. Darunter ist zu verstehen, dass die einzelnen Beeinflussungspartikel unterschiedliche Korngrößen, also unterschiedliche Korndurchmesser bzw. Partikeldurchmesser aufweisen. Dies bezieht sich insbesondere auch darauf, dass die einzelnen Beeinflussungspartikel unterschiedliche geometrische Außenkonturen aufweisen können. Eine gemischte Körnung ist hinsichtlich der Herstellung der Beeinflussungspartikel als besonders einfach und kostengünstig anzusehen. Dabei kann eine Siebung in grober Weise und hinsichtlich gewünschter Obergrenzen und gewünschter Untergrenzen die gemischte Körnung einstellen, um eine gute Vorhersagbarkeit der Beeinflussung der Strömungsverhältnisse in der Temperiermittelleitung im Beeinflussungsabschnitt abgeben zu können.
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Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar, dass bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Beeinflussungspartikel eine gesiebte Körnung, insbesondere mit einer definierten Korngröße und/oder mit einer Korngröße im Bereich von ± 10 %, aufweisen. Dabei handelt es sich um eine alternative oder zusätzliche Ausgestaltungsform zum voranstehenden Absatz. Eine gesiebte Körnung erlaubt es, die einzelnen Beeinflussungspartikel sozusagen aufeinander abzustellen, so dass eine dichtere Packung mit einer geringeren Schüttungsporosität in der Schüttung zur Verfügung gestellt werden kann. Auch kann durch eine gesiebte Körnung eine genauere Vorhersage getroffen werden, in welcher Weise und mit welcher quantitativen und auch qualitativen Intensität die Beeinflussung der Strömungsverhältnisse im Beeinflussungsabschnitt der Temperiermittelleitung zur Verfügung gestellt werden kann.
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Weitere Vorteile sind erzielbar, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Beeinflussungspartikel im Beeinflussungsabschnitt über den gesamten Strömungsquerschnitt verteilt sind, insbesondere über den gesamten Strömungsquerschnitt einen Strömungswiderstand ausbilden. Während grundsätzlich auch eine Querschnittsverengung durch das Einbringen einer entsprechenden querschnittsverengenden Schüttung von Beeinflussungspartikeln die erfindungsgemäßen Vorteile mit sich bringen würde, ist ein Einbringen über den gesamten Strömungsquerschnitt mit weiteren Vorteilen zur Verfügung gestellt. Somit wird zumindest über einen definierten Längenabschnitt des Beeinflussungsabschnitts auf der kompletten Strömungsbreite der Temperiermittelleitung die Beeinflussung der Strömungsverhältnisse zur Verfügung gestellt. In definierter und/oder dichtester Packung dienen die Beeinflussungspartikel dabei vorzugsweise dazu, einen definierten Strömungswiderstand in qualitativer und/oder quantitativer Weise gegen den Fluss des Temperiermittels ausbilden zu können.
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Vorteile bringt es darüber hinaus, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Beeinflussungspartikel eine Leitfähigkeit und/oder eine Durchlassfähigkeit für akustische und/oder optische Signale aufweisen. Insbesondere bei der Verwendung von Datenkommunikation innerhalb des Temperiermittels bringt dies Vorteile mit sich, da sich die Widerstandsfunktionalität der Beeinflussungspartikel auf die Beeinflussung des Strömungsverhältnisses in dem Beeinflussungsabschnitt reduziert. Der Widerstand gegen den Durchlass von akustischen und/oder optischen Signalen ist durch die Durchlassfähigkeit reduziert oder sogar minimiert. So ist zum Beispiel eine visuelle Kommunikation auf Basis von Lichtwellen und/oder eine akustische Kommunikation auf Basis von Schallwellen innerhalb des Temperiermittels möglich. Die Durchlassfähigkeit bezieht sich dabei insbesondere auch auf eine geringe Streuung und/oder einen geringeren Widerstand gegen eine solche Signalisierung.
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Darüber hinaus von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung der Beeinflussungsabschnitt zumindest eine Abschnittswandung quer oder im Wesentlichen quer zur Strömungsrichtung aufweist für ein Stabilisieren der Position der Beeinflussungspartikel. Die Position der Beeinflussungspartikel ist dabei insbesondere als Menge der Schüttung der Beeinflussungspartikel im Beeinflussungsabschnitt zu verstehen. Quer zur Strömungsrichtung wird also auf diese Weise ein Mitfördern der Beeinflussungspartikel zusammen mit dem Temperiermittel vermieden oder zumindest reduziert. Auch flache und/oder spitze Anstellwinkel einer solchen Abschnittswandung sind im Sinne der vorliegenden Erfindung möglich. Entscheidend ist dabei insbesondere die nichtparallele oder unparallele Ausgestaltungsform der Abschnittswandung korrelierend mit der Strömungsrichtung des Temperiermittels. Auch kann auf diese Weise eine erhöhte Stabilität gegen Fliehkräfte oder andere Querbeschleunigungen zur Verfügung gestellt werden, welche beim Betrieb des Fahrzeugs, in welchem eine solche Temperiervorrichtung verbaut ist, auftreten können.
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Darüber hinaus von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung der Beeinflussungsabschnitt, der Temperiermitteeingang und/oder der Temperiermittelausgang eine Rückhaltevorrichtung aufweisen, für ein Rückhalten der Beeinflussungspartikel gegen eine Mitförderung mit dem Temperiermittel. Eine solche Rückhaltevorrichtung kann auch als Filtervorrichtung oder Gittervorrichtung bezeichnet und verstanden werden. Sie verhindert zumindest teilweise ein Austreten der Schüttung bzw. einzelner Beeinflussungspartikel der Schüttung. Insbesondere in Richtung einer Pumpvorrichtung für das Erzeugen eines Flusses des Temperiermittels kann diese Rückhaltevorrichtung ein Eindringen der Beeinflussungspartikel in eine solche Pumpe vermeiden. Am Ausgang und/oder am Eingang der Temperiermittelleitung, insbesondere in Strömungsrichtung gesehen, bringt diese Rückhaltevorrichtung damit die beschriebenen Vorteile mit sich.
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Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Beeinflussungspartikel zumindest teilweise eine regelmäßige geometrische Form aufweisen, insbesondere zumindest teilweise kugelförmig oder im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet sind. Regelmäßige geometrische Formen erlauben eine deutlich genauere Vorhersage der Art und der Quantität der Beeinflussung der Strömung im Beeinflussungsabschnitt. Werden kugelförmige Ausgestaltungsformen als regelmäßige geometrische Form für die Beeinflussungspartikel gewählt, so ist eine noch bessere Vorhersagbarkeit nicht nur für die Strömungsbeeinflussung selbst, sondern auch für die Ausbildung der Schüttung und die Schüttungsporosität möglich. Die entsprechende Packungsdichte und der definierte Freiraum, welcher durch die Schüttungsporosität zur Verfügung gestellt wird, kann auf diese Weise exakt oder im Wesentlichen exakt vorhergesagt werden. Komplett geschlossene Bereiche können auf diese Weise vorteilhafterweise vermieden werden.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Beeinflussungseinsatz zum Einsatz in einen Beeinflussungsabschnitt einer Temperiermittelvorrichtung einer Temperiervorrichtung der vorliegenden Erfindung. Ein solcher Beeinflussungseinsatz weist eine Einsatzkammer mit einer Schüttung von Beeinflussungspartikeln zur Beeinflussung der Strömung des Temperiermittels durch den Beeinflussungseinsatz auf. Damit bringt ein erfindungsgemäßer Beeinflussungseinsatz die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Temperiervorrichtung erläutert worden sind. Ein solcher Beeinflussungseinsatz kann zum einen in der Herstellung eine modulare Produktionsweise zur Verfügung stellen, und gleichzeitig auch ein Nachrüsten bestehender Temperiervorrichtung erlauben.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die Herstellung einer Temperiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, aufweisend die folgenden Schritte:
- - Einbringen einer Schüttung von Beeinflussungspartikeln in die Temperiermittelleitung,
- - Anordnen der eingebrachten Beeinflussungspartikel in dem wenigstens einen Beeinflussungsabschnitt zur Beeinflussung der Strömung des Temperiermittels im Beeinflussungsabschnitt
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Durch das Herstellen einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Temperiervorrichtung erläutert worden sind. Das Einbringen der Schüttung erfolgt dabei insbesondere in rieselnder bzw. schüttender Weise, wenn es sich bei den Beeinflussungspartikeln um rieselfähiges Material handelt. In Bezug auf den jeweiligen Einsatz erfolgt durch das Einbringen der Schüttung und die entsprechende Auswahl der Beeinflussungspartikel eine Vorabdefinition und Einstellung der Strömungsbeeinflussung durch die ausgewählten Beeinflussungspartikel für die Schüttung.
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Es kann Vorteile mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren das Einbringen der Beeinflussungspartikel durch den Temperiermitteleingang und/oder den Temperiermittelausgang erfolgt. Damit wird ein zusätzlicher Eingang für das Einbringen der Schüttung vermieden, so dass durch den Verzicht hierauf die Komplexität der Temperiermittelvorrichtung und auch die Komplexität in der Durchführung des Verfahrens reduziert werden kann. Die Einbringung und die Konstruktion werden auf diese Weise deutlich vereinfacht.
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Weiter vorteilhaft ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Beeinflussungspartikel in Form eines Beeinflussungseinsatzes mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung eingebracht werden. Das Verwenden eines Beeinflussungseinsatzes kann in einer Vorkonfektionierung stattfinden, so dass bei der Endherstellung der Temperiervorrichtung und/oder der Batterievorrichtung der Beeinflussungseinsatz als solches ohne eine Verschüttgefahr oder einen erhöhten Aufwand durch das Handling von rieselfähigen Beeinflussungspartikeln verwendbar ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
- 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung,
- 2 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batterievorrichtung,
- 3 eine Ausführungsform eines Beeinflussungspartikels,
- 4 eine weitere Ausführungsform eines Beeinflussungspartikels,
- 5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung und
- 6 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen T emperiervorrichtung.
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1 zeigt schematisch im Querschnitt eine Temperiervorrichtung 10 für eine Batterievorrichtung 200. In der Temperiervorrichtung 10 ist hier eine Temperiermittelleitung 20 vorgesehen, welche über einen Temperiermitteleingang 22 Temperiermittel einströmen und über einen Temperiermittelausgang 24 das Temperiermittel wieder ausströmen lassen kann. Nicht dargestellt ist eine Temperiermittelpumpe, welche entlang der Pfeilrichtung den beschriebenen Temperiermittelfluss zur Verfügung stellt. Die Temperiermittelleitung 20 weist hier einen Strömungsquerschnitt SQ auf, welcher für die freie Strömung des Temperiermittels durch die Temperiermittelleitung 20 zur Verfügung gestellt ist. Innerhalb der Temperiermittelleitung 20 ist nun in direkter Nachbarschaft zu einzelnen Batteriezellen der Batterievorrichtung 200 ein Beeinflussungsabschnitt 26 vorgesehen, in welchem eine Schüttung 30 von Beeinflussungspartikeln 32 angeordnet ist. In 1 handelt es sich dabei um kugelförmige, regelmäßige, mit einer gesiebten Körnung ausgestattete Beeinflussungspartikel 32. Sobald nun das Temperiermittel in den freien Strömungsquerschnitt SQ einströmt und den Beeinflussungsabschnitt 26 erreicht, stellen diese in Schüttung 30 angeordneten Beeinflussungspartikel 32 einen Strömungswiderstand für die freie Strömung des Temperiermittels dar, so dass die Strömung an dieser Stelle hinsichtlich Volumenstrom und Strömungsgeschwindigkeit verändert wird.
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Die 2 zeigt schematisch, dass nicht zwingend über den gesamten Strömungsquerschnitt SQ die Beeinflussung mit den Strömungspartikeln 32 im Beeinflussungsabschnitt 26 zur Verfügung gestellt werden kann. Vielmehr kann ein zentraler Kanal oder ein seitlich angeordneter Kanal freibleiben, jedoch ein umgebender Teil des Strömungsquerschnittes SQ durch das Anordnen der Schüttung 30 von Beeinflussungspartikeln 32 die erfindungsgemäß beschriebene Beeinflussung gewährleisten.
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Die 3 und 4 zeigen schematisch, wie Beeinflussungspartikel 32 vorteilhafterweise ausgestaltet sein können. In der 3 ist dabei eine Variante dargestellt, bei welcher die Beeinflussungspartikel 32, zum Beispiel aus Glas oder Kunststoff gefertigt, einen zentralen Hohlraum aufweist. In der 4 ist schematisch ein poröser Beeinflussungspartikel 32 mit einer Vielzahl geschlossener Poren dargestellt. In beiden Fällen weist der Beeinflussungspartikel 32 in abgedichteter Weise ein abgeschlossenes Gasvolumen auf, welches dazu führt, dass hier durch das Gas eine Verdrängung von Temperiermittelvolumen zur Verfügung gestellt wird, so dass das Gesamtgewicht der Temperiervorrichtung 10 um das nicht mehr benötigte Temperiermittelvolumen reduzierbar wird.
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In 5 ist schematisch dargestellt, wie auch eine nicht gesiebte bzw. gemischte Körnung der Schüttung 30 von unterschiedlichen Beeinflussungspartikeln 32, hier mit unterschiedlichen Größen, möglich ist. Auch ist bei dieser Ausführungsform gemäß der 5 eine Rückhaltevorrichtung 40 in Form eines Filtereinsatzes auf der Vorderseite und der Rückseite des Beeinflussungseinsatzes 26 angeordnet, um ein Mitfördern der einzelnen Beeinflussungspartikel 32 mit dem Temperiermittel zu verhindern.
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Die 6 zeigt schematisch eine Lösung, wie mithilfe eines Beeinflussungseinsatzes 100 mit einer Einsatzkammer 110 durch eine Vorkonfektionierung die Montagefähigkeit der Temperiervorrichtung 10 deutlich vereinfacht und verbessert werden kann.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Temperiervorrichtung
- 20
- Temperiermittelleitung
- 22
- Temperiermitteleingang
- 24
- Temperiermittelausgang
- 26
- Beeinflussungsabschnitt
- 28
- Abschnittswandung
- 30
- Schüttung
- 32
- Beeinflussungspartikel
- 40
- Rückhaltevorrichtung
- 100
- Beeinflussungseinsatz
- 110
- Einsatzkammer
- 200
- Batterievorrichtung
- SQ
- Strömungsquerschnitt
