DE102019203349A1 - System as well as method and device for temperature control of an electrochemical storage device arranged in a vehicle - Google Patents

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Abstract

Vorgeschlagen wird u.a. ein System zur Temperierung eines in einem Fahrzeug angeordneten elektrochemischen Speichers (1), wobei dem elektrochemischen Speicher (1) zumindest ein erster Wärmetauscher (4) zugeordnet ist, welcher in einen ersten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf (5) integriert ist. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass dem elektrochemischen Speicher (1) zusätzlich zumindest ein zweiter Wärmetauscher (16) zugeordnet ist, welcher mit einer fahrzeugexternen Temperierungs-Vorrichtung (17) strömungstechnisch verbunden oder verbindbar ist und im verbundenen Zustand mit derselben einen fahrzeugexternen Temperierungsmittel-Kreislauf (20) ausbildet.Among other things, it is proposed a system for temperature control of an electrochemical store (1) arranged in a vehicle, the electrochemical store (1) being assigned at least one first heat exchanger (4) which is integrated into a first vehicle-internal temperature control circuit (5). It is advantageously provided that at least one second heat exchanger (16) is additionally assigned to the electrochemical storage device (1), which is or can be fluidically connected to a temperature control device (17) external to the vehicle and, when connected, a temperature control medium circuit (20) external to the vehicle ) trains.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Temperierung eines in einem Fahrzeug angeordneten elektrochemischen Speichers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 der Erfindung. Gemäß Anspruch 10 der Erfindung betrifft dieselbe des Weiteren ein Verfahren zur Temperierung eines in einem Fahrzeug angeordneten elektrochemischen Speichers. Gemäß Anspruch 11 der Erfindung betrifft dieselbe ferner eine Vorrichtung zur Temperierung eines in einem Fahrzeug angeordneten elektrochemischen Speichers.The invention relates to a system for temperature control of an electrochemical storage device arranged in a vehicle according to the preamble of claim 1 of the invention. According to claim 10 of the invention, the same also relates to a method for temperature control of an electrochemical store arranged in a vehicle. According to claim 11 of the invention, the same also relates to a device for temperature control of an electrochemical store arranged in a vehicle.

In der jüngeren Vergangenheit werden aufgrund des ständig knapper werdenden Angebotes an Kraftstoffen für den verbrennungsmotorischen Antrieb von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, große Anstrengungen unternommen, alternative Antriebsarten zur Verfügung zu stellen. Zunehmend an Bedeutung gewinnt dabei der elektromotorische Antrieb, der aus einem oder mehreren elektrochemischen Speichern, wie Batterien bzw. Akkumulatoren, mit elektrischer Energie versorgt wird. Das Fahrzeug kann dabei als Elektrofahrzeug ausschließlich mittels eines oder mehrerer elektromotorischer Antriebe betrieben werden oder als sogenanntes Hybrid- oder Plug-in- Hybrid-Fahrzeug zum Antrieb sowohl einen Verbrennungsmotor als auch einen oder mehrere Elektromotoren aufweisen. Durch die Fachwelt werden in immer stärkerem Maße Li-lonen-Akkumulatoren als sogenannte Traktionsbatterien respektive Antriebsbatterien favorisiert, die ihrerseits vorteilhaft keinen Memory-Effekt und eine geringe Selbstentladung aufweisen. Ungeachtet dessen ist der Wirkungsgrad derartiger Akkumulatoren bzw. Batterien temperaturabhängig und nimmt bei niedriger Temperatur stark ab. Darüber hinaus ist festzustellen, dass im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs sowie in der Ladephase derartiger Batterien oder Batteriesysteme durch elektrische Verlustleistung in stromführenden Bauteilen Wärme in das Batteriesystem eingetragen wird, die zu einer hohen thermischen Belastung der Batterien führen kann. Durch den Betrieb der Batterie bei hohen Zellentemperaturen ist bekanntermaßen eine beschleunigte Alterung der Batteriezellen zu verzeichnen, welches mit einer verkürzten Lebensdauer des Batteriesystems einhergeht. Diese Umstände erfordern Temperierungsmaßnahmen des Batteriesystems, um einen Defekt desselben zu vermeiden und eine hohe Lebensdauer desselben zu erzielen sowie ein mittels Elektromotor angetriebenes Fahrzeug sicher betreiben und als Serienfahrzeug umsetzen zu können. Im Hinblick darauf ist es allgemein bekannt, besagtem Batteriesystem ein Temperier- bzw. Kühlsystem zuzuordnen. In the recent past, due to the constantly decreasing supply of fuels for the internal combustion engine drive of vehicles, in particular motor vehicles, great efforts have been made to provide alternative drive types. The electromotive drive, which is supplied with electrical energy from one or more electrochemical storage devices, such as batteries or accumulators, is becoming increasingly important. The vehicle can be operated as an electric vehicle exclusively by means of one or more electric motor drives or, as a so-called hybrid or plug-in hybrid vehicle, can have both an internal combustion engine and one or more electric motors to drive it. The professional world is increasingly favoring Li-ion accumulators as so-called traction batteries or drive batteries, which for their part advantageously have no memory effect and a low self-discharge. Regardless of this, the efficiency of such accumulators or batteries is temperature-dependent and decreases sharply at low temperatures. In addition, it should be noted that when the motor vehicle is in motion and during the charging phase of such batteries or battery systems, heat is introduced into the battery system due to electrical power loss in current-carrying components, which can lead to high thermal loads on the batteries. Operating the battery at high cell temperatures is known to result in accelerated aging of the battery cells, which is associated with a shortened service life of the battery system. These circumstances require temperature control measures of the battery system in order to avoid a defect of the same and to achieve a long service life of the same and to be able to safely operate a vehicle driven by an electric motor and implement it as a series vehicle. In view of this, it is generally known to assign a temperature control or cooling system to said battery system.

So offenbart die DE 10 2009 037 138 A1 einen Batteriekasten mit einer Oberschale, einer Unterschale sowie einer die Unterschale zumindest abschnittsweise umgebenden weiteren Schale. Die Unterschale weist dabei eine Struktur, insbesondere Rippenstruktur aus, welche gemeinsam mit der weiteren Schale Kühlkanäle und somit eine abgeschlossene Einheit ausbildet, die separat temperiert werden kann.So reveals the DE 10 2009 037 138 A1 a battery box with an upper shell, a lower shell and a further shell surrounding the lower shell at least in sections. The lower shell has a structure, in particular a rib structure, which, together with the further shell, forms cooling channels and thus a closed unit that can be temperature-controlled separately.

Die DE 10 2012 206 495 A1 offenbart eine Anordnung zur Temperierung eines Akkumulators, welche ein Akkumulator-Gehäuse mit darin angeordneten spannungserzeugenden Zellen und eine Fluidmaschine umfasst. Die Fluidmaschine ist dazu vorbereitet, ein Fluid in Bewegung zu setzen, welches den Akkumulator entlang eines durch Gehäusekanäle gebildeten Fluid-Kreislaufes durchströmt. Der Fluidkreislauf ist entweder ausschließlich innerhalb des Gehäuses angeordnet oder umfasst einen Gehäuse-internen Teil und einen Gehäuse-externen Teil. Das den Fluidkreislauf durchströmende Temperierungsfluid ist dabei nicht zum Wärmetransport eingesetzt, sondern dazu, den Wärmedurchgang durch das Gehäuse, insbesondere dessen Gehäuseboden, zu steuern. Wird das Fluid bewegt, erhöht sich der Wärmedurchgang, wird es nicht bewegt, so verringert sich der Wärmedurchgang.The DE 10 2012 206 495 A1 discloses an arrangement for controlling the temperature of an accumulator, which comprises an accumulator housing with voltage-generating cells arranged therein and a fluid machine. The fluid machine is prepared to set a fluid in motion, which flows through the accumulator along a fluid circuit formed by housing channels. The fluid circuit is either arranged exclusively within the housing or comprises a housing-internal part and a housing-external part. The temperature control fluid flowing through the fluid circuit is not used to transport heat, but to control the passage of heat through the housing, in particular its housing base. If the fluid is moved, the heat transfer increases, if it is not moved, the heat transfer decreases.

Die US 2018/0105062 A1 offenbart ein Batteriegehäuse zur Aufnahme einer Mehrzahl Batteriemodule. An der Unterseite oder an den Seiten der Batteriemodule sind mit Kühlmittel durchströmte Kühlplatten angeordnet, die mit Kühlmittelschnittstellen in Form von Kühlrohren des Batteriegehäuse strömungstechnisch verbunden sind. Die Kühlrohre sind über Steckverbindungen mit einem außerhalb des Batteriegehäuses angeordneten Kühlsystem verbunden.The US 2018/0105062 A1 discloses a battery housing for containing a plurality of battery modules. On the underside or on the sides of the battery modules, cooling plates through which coolant flows are arranged, which are fluidically connected to coolant interfaces in the form of cooling tubes of the battery housing. The cooling tubes are connected via plug connections to a cooling system arranged outside the battery housing.

Sämtliche vorbeschriebenen Druckschriften schweigen sich über das dem elektrochemischen Speicher zugeordnete Temperierungs- bzw. Kühlsystem aus. Ungeachtet ist es aus der Praxis allgemein bekannt, dem elektrochemischen Speicher ein fahrzeuginternes passives und/oder aktives Kühlsystem zuzuordnen.All of the above-described documents are silent about the temperature control or cooling system assigned to the electrochemical store. Regardless, it is generally known from practice to assign a vehicle-internal passive and / or active cooling system to the electrochemical storage device.

So ist beispielsweise aus der US 6 085 854 A eine Batterie mit einer Batterierahmenstruktur bekannt, welche einen äußeren Rahmen, eine Bodenplatte und einen inneren Rahmen aufweist. Die Rahmenstruktur ist dazu eingerichtet, Kühlfluid, insbesondere Kühlluft, durch sämtliche Rahmenteile zu leiten. Hierzu werden Hauptströmungen für das Kühlfluid erzeugt, welche durch Längsrahmenelemente definiert sind. Ergänzt werden besagte Hauptströmungen durch Nebenströmungen, welche durch an die Längsrahmenelemente angeschlossene Querrahmenelemente definiert sind.For example, from the U.S. 6,085,854 A discloses a battery with a battery frame structure having an outer frame, a bottom plate and an inner frame. The frame structure is set up to guide cooling fluid, in particular cooling air, through all frame parts. For this purpose, main flows for the cooling fluid are generated, which are defined by longitudinal frame elements. Said main flows are supplemented by secondary flows, which are defined by transverse frame elements connected to the longitudinal frame elements.

Darüber hinaus ist es allgemein bekannt, einen im Fahrzeug angeordneten elektrochemischen Speicher in einen Kühlmittel- und/oder Kältemittel-Kreislauf thermisch einzubinden (vgl. z.B. DE 102013213114A1 ).In addition, it is generally known to convert an electrochemical storage device arranged in the vehicle into a coolant and / or To thermally integrate the refrigerant circuit (see e.g. DE 102013213114A1 ).

Aus der Praxis ist es ferner bekannt, dass gerade beim elektrischen Aufladen der elektrochemischen Speicher eine erhöhte Temperierungsleistung, insbesondere Kühlleistung, erforderlich ist. Im Fahrbetrieb des Fahrzeugs ist im Allgemeinen die Kühlleistung des fahrzeuginternen Temperierungssystems ausreichend. Überdies ist es bekannt, dass insbesondere beim elektrischen Aufladen der elektrochemischen Speicher durch Schnellladung mittels einer externen Ladevorrichtung eine erhöhte Temperierung, insbesondere im Sinne Kühlung erforderlich ist, welche das fahrzeuginterne Temperierungssystem nicht zur Verfügung stellen kann. Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.It is also known from practice that an increased temperature control output, in particular cooling output, is required precisely when electrically charging the electrochemical storage devices. When the vehicle is in motion, the cooling capacity of the vehicle's internal temperature control system is generally sufficient. In addition, it is known that, in particular when electrically charging the electrochemical storage devices by rapid charging by means of an external charging device, increased temperature control, in particular in the sense of cooling, is required, which the vehicle-internal temperature control system cannot provide. This is where the invention described below comes into play.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zur Temperierung eines in einem Fahrzeug angeordneten elektrochemischen Speichers zu schaffen, welches etwaige erforderlichen erhöhten Temperierungsleistungen, insbesondere Kühlleistungen, während eines Ladevorgangs über eine externe Ladevorrichtung ausreichend Rechnung trägt. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, hierzu ein geeignetes Verfahren zur Temperierung eines in einem Fahrzeug angeordneten elektrochemischen Speichers anzugeben. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Temperierung eines in einem Fahrzeug angeordneten elektrochemischen Speichers zur Verfügung zu stellen.The object of the invention is to create a system for temperature control of an electrochemical storage device arranged in a vehicle, which takes sufficient account of any required increased temperature control performance, in particular cooling performance, during a charging process via an external charging device. A further object of the invention is to specify a suitable method for temperature control of an electrochemical storage device arranged in a vehicle. A further object of the invention is to provide a device for temperature control of an electrochemical storage device arranged in a vehicle.

Ausgehend von einem System zur Temperierung eines in einem Fahrzeug angeordneten elektrochemischen Speichers, wobei dem elektrochemischen Speicher zumindest ein erster Wärmetauscher zugeordnet ist, welcher in einen ersten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf integriert ist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass dem elektrochemischen Speicher zusätzlich zumindest ein zweiter Wärmetauscher zugeordnet ist, welcher mit einer fahrzeugexternen Temperierungs-Vorrichtung strömungstechnisch verbunden oder verbindbar ist und im verbundenen Zustand mit derselben einen fahrzeugexternen Temperierungsmittel-Kreislauf ausbildet.Based on a system for temperature control of an electrochemical store arranged in a vehicle, with the electrochemical store being assigned at least one first heat exchanger which is integrated into a first vehicle-internal temperature control medium circuit, the object is achieved in that the electrochemical store also has at least one is assigned to a second heat exchanger, which is fluidically connected or connectable to a temperature control device external to the vehicle and, in the connected state, forms a temperature control medium circuit external to the vehicle.

Durch diese Maßnahme ist mit minimalem zusätzlichen Ausrüstungsaufwand (zweiter Wärmetauscher) am Fahrzeug ein Thermomanagement für den elektrochemischen Speicher mit erhöhten Temperierungsleistungen, insbesondere Kühlleistungen, während eines Ladevorgangs über eine externe Ladevorrichtung ermöglicht. D. h., gerade im Zustand des Aufladens, insbesondere Schnellladens, des elektrochemischen Speichers mittels einer externen Ladevorrichtung, welcher Ladezustand erfahrungsgemäß mit erhöhter Erwärmung des elektrochemischen Speichers einhergeht, wird die erforderliche hohe Kühlleistung extern zur Verfügung gestellt oder zusätzlich zur fahrzeuginternen Kühlleistung extern beigesteuert. Die hierzu erforderlichen Kühlvorrichtungen, ausgenommen des zumindest einen zweiten Wärmetauschers, sind vorteilhafterweise nicht Bestandteil des Fahrzeugs.This measure enables thermal management for the electrochemical storage device with increased temperature control performance, in particular cooling performance, during a charging process via an external charging device with minimal additional outlay on equipment (second heat exchanger) on the vehicle. That is, precisely in the state of charging, in particular fast charging, of the electrochemical storage device by means of an external charging device, which state of charge, experience has shown, is associated with increased heating of the electrochemical storage device, the required high cooling capacity is made available externally or, in addition to the vehicle-internal cooling capacity, is contributed externally. The cooling devices required for this, with the exception of the at least one second heat exchanger, are advantageously not part of the vehicle.

Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.The subclaims describe preferred developments or embodiments of the invention.

Danach ist die fahrzeugexterne Temperierungs-Vorrichtung bevorzugt Bestandteil einer externen Ladevorrichtung zum elektrischen Aufladen des elektrochemischen Speichers. D. h. insbesondere, dass die fahrzeugexterne Temperierungs-Vorrichtung bevorzugt in besagte externe Ladevorrichtung räumlich integriert ist. Hierdurch ist ein externes Kombinationssystem respektive Modul aus einer elektrischen Ladevorrichtung und einer Temperierungs-Vorrichtung, insbesondere Kühlvorrichtung geschaffen, welches sich einfach handhaben und kostengünstig installieren lässt.According to this, the temperature control device external to the vehicle is preferably part of an external charging device for electrically charging the electrochemical storage device. I.e. in particular that the temperature control device external to the vehicle is preferably spatially integrated in said external charging device. This creates an external combination system or module made up of an electrical charging device and a temperature control device, in particular a cooling device, which is easy to handle and inexpensive to install.

Gemäß einer praxisnahen Weiterbildung der Erfindung ist die externe Ladevorrichtung durch eine Ladesäule gebildet, die bevorzugt besagte Temperierungsvorrichtung integral aufweist. Unter einer Ladesäule wird dabei eine Ladestation für elektrisch betriebene Fahrzeuge verstanden, die in ihrer Bauweise meist einer Zapfsäule für konventionelle Kraftstoffe nachempfunden ist.According to a practical development of the invention, the external charging device is formed by a charging column which preferably has said temperature control device integrally. A charging station is understood to mean a charging station for electrically operated vehicles, the design of which is usually modeled on a gas pump for conventional fuels.

Wie die Erfindung weiter vorsieht, handelt es sich bei dem ersten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf bevorzugt um einen Kühlmittel-Kreislauf. Besagter Kühlmittel-Kreislauf kann in Fortbildung der Erfindung mit einem bei Bedarf aktivierbaren zweiten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf in Form eines Kältemittel-Kreislaufes thermisch verbunden oder verbindbar sein.As the invention further provides, the first vehicle-internal temperature control circuit is preferably a coolant circuit. Said coolant circuit can, in a further development of the invention, be thermally connected or connectable to a second vehicle-internal temperature control circuit in the form of a refrigerant circuit, which can be activated if required.

Was den fahrzeugexternen Temperierungsmittel-Kreislauf anbelangt, handelt es sich hier bevorzugt um einen Kühlmittel-Kreislauf, alternativ einen Kältemittel-Kreislauf, wobei in Anlehnung an den ersten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf bei Einsatz eines fahrzeugexternen Kühlmittel-Kreislaufes dieser mit einem fahrzeugexternen Kältekreislauf kombiniert sein kann.As far as the temperature control medium circuit external to the vehicle is concerned, this is preferably a coolant circuit, alternatively a refrigerant circuit, whereby, based on the first vehicle internal temperature control medium circuit, when a vehicle external coolant circuit is used, this can be combined with a vehicle external refrigeration circuit .

Unter Kühlmittel werden vorliegend bevorzugt flüssige (z. B. Wasser, Wasser-Glykol-Gemisch, etc.), alternativ jedoch auch gasförmige Stoffe oder Stoffgemische (z. B. Luft), zum Transport von Wärme verstanden, wobei Kühlmittel lediglich in der Lage sind, in einem Kühlzyklus die Enthalpie entlang des Temperaturgradienten zu einer Stelle niedrigerer Temperatur zu transportieren. Im Unterschied dazu kann ein Kältemittel (z. B. C02, R1234yf, etc.) dies in einem Kältezyklus entgegen einem Temperaturgradienten tun, so dass die Umgebungstemperatur höher sein darf als die Temperatur des zu kühlenden elektrochemischen Speichers.In the present case, coolants are preferably understood to mean liquid (e.g. water, water-glycol mixture, etc.), but alternatively also gaseous substances or mixtures of substances (e.g. air), for transporting heat, with coolants only capable of are to transport the enthalpy along the temperature gradient to a point of lower temperature in a cooling cycle. In contrast, a refrigerant (e.g. C02, R1234yf, etc.) can do this in do a cold cycle against a temperature gradient so that the ambient temperature may be higher than the temperature of the electrochemical storage to be cooled.

Darüber hinaus wird gemäß dieser Erfindung unter einem Temperierungsmittel auch ein flüssiger oder gasförmiger Wärmeträger verstanden, der bei Bedarf auch Wärme an den elektrochemischen Speicher abgibt. Dies kann sich beispielsweise als erforderlich erweisen, wenn das Fahrzeug in kalter oder äußerst kalter Umgebung betrieben wird, da bekanntermaßen auch eine niedere Umgebungstemperatur sich nachteilig sowohl auf die Leistung des elektrochemischen Speichers als auch auf das Ladeverhalten desselben auswirken kann.In addition, according to this invention, a temperature control medium is also understood to mean a liquid or gaseous heat transfer medium which, if required, also gives off heat to the electrochemical store. This can prove to be necessary, for example, when the vehicle is operated in a cold or extremely cold environment, since it is known that a low ambient temperature can also have a disadvantageous effect both on the performance of the electrochemical storage device and on its charging behavior.

Wie die Erfindung noch vorsieht, ist der zumindest eine erste Wärmetauscher bevorzugt innerhalb eines Gehäuses des elektrochemischen Speichers, d. h., unmittelbar benachbart zu Speichermodulen und/oder Speicherzellen des elektrochemischen Speichers angeordnet, da die Temperierung des elektrochemischen Speichers im fahrzeuginternen Temperierungs-Kreislauf überwiegend mittels elektrisch nicht leitender Temperierungsfluide erfolgt, welches dieser besonderen Anordnung nicht entgegen steht.As the invention also provides, the at least one first heat exchanger is preferably within a housing of the electrochemical storage device, i. That is, arranged immediately adjacent to storage modules and / or storage cells of the electrochemical storage unit, since the temperature of the electrochemical storage unit in the vehicle-internal temperature control circuit is predominantly carried out by means of electrically non-conductive temperature control fluids, which does not conflict with this particular arrangement.

Demgegenüber ist der zumindest eine zweite Wärmetauscher bevorzugt außerhalb des besagten Gehäuses des elektrochemischen Speichers angeordnet, jedoch mit dem Gehäuse thermisch verbunden. Diese Anordnung resultiert aus der Erkenntnis, dass der gebildete fahrzeugexterne Temperierungsmittel-Kreislauf auch mit elektrisch leitendem Temperierungsfluid betrieben werden kann und somit nicht auf elektrisch nichtleitende Temperierungsfluide beschränkt ist. Im Falle eines etwaigen Defektes, insbesondere einer Leckage im fahrzeugexternen Temperierungsmittel-Kreislauf ist hierdurch wirkungsvoll verhindert, dass Temperierungsfluid in das Gehäuse eintritt und so den elektrochemischen Speicher beschädigt oder gar zerstört.In contrast, the at least one second heat exchanger is preferably arranged outside the said housing of the electrochemical storage device, but is thermally connected to the housing. This arrangement results from the knowledge that the temperature control medium circuit formed outside the vehicle can also be operated with electrically conductive temperature control fluid and is therefore not limited to electrically non-conductive temperature control fluids. In the event of a defect, in particular a leak in the temperature control medium circuit external to the vehicle, this effectively prevents temperature control fluid from entering the housing and thus damaging or even destroying the electrochemical storage device.

Weiter bevorzugt ist der zumindest eine zweite Wärmetauscher an einem Gehäuseboden eines/des Gehäuses des elektrochemischen Speichers angeordnet. Eine derartige Anordnung lässt sich einfach und kostengünstig realisieren. Der zumindest eine zweite Wärmetauscher muss dabei nicht zwingend integraler Bestandteil des besagten Gehäuses sein, sondern kann auch als separates Anbauteil des Fahrzeugs oder des Gehäuses des elektrochemischen Speichers ausgebildet sein.The at least one second heat exchanger is further preferably arranged on a housing base of a / the housing of the electrochemical store. Such an arrangement can be implemented simply and inexpensively. The at least one second heat exchanger does not necessarily have to be an integral part of said housing, but can also be designed as a separate add-on part of the vehicle or of the housing of the electrochemical store.

Das Verfahren zur Temperierung eines in einem Fahrzeug angeordneten elektrochemischen Speichers mittels eines Temperierungssystems der vorbeschriebenen Art zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass im Fahrbetrieb des Fahrzeugs der elektrochemische Speicher über den zumindest einen ersten, in den ersten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf integrierten Wärmetauscher temperiert wird, wogegen im Falle des elektrischen Aufladens des elektrochemischen Speichers mittels der externen Ladevorrichtung oder Ladesäule der elektrochemische Speicher wenigstens über den zumindest einen zweiten, in den fahrzeugexternen Temperierungsmittel-Kreislauf integrierten Wärmetauscher temperiert wird.The method for temperature control of an electrochemical store arranged in a vehicle by means of a temperature control system of the type described above is characterized in particular in that, when the vehicle is in motion, the electrochemical store is temperature controlled via the at least one first heat exchanger integrated into the first vehicle-internal temperature control medium circuit, on the other hand in the case of the electrical charging of the electrochemical store by means of the external charging device or charging column, the temperature of the electrochemical store is controlled at least via the at least one second heat exchanger integrated into the temperature control medium circuit external to the vehicle.

Dies erfolgt bevorzugt unter Einsatz einer entsprechenden elektronischen Regel- und Steuereinheit, die weiter bevorzugt Bestandteil des Fahrzeugs ist und gegebenenfalls mit einer Regel- und Steuereinheit der externen Ladevorrichtung und/oder der fahrzeugexternen Temperierungs-Vorrichtung korrespondiert. Die besagte elektronische Regel- und Steuereinheit kann insoweit geeignete Sensorvorrichtungen zur Feststellung eines aktuellen Betriebszustandes des Fahrzeugs, nämlich Fahrbetrieb oder Fahrzeugstand zum elektrischen Aufladen des elektrochemischen Speichers, sowie zur Bestimmung der aktuell zu verzeichnenden elektrischen Ladung des elektrochemischen Speichers und der aktuell zu verzeichnenden Temperatur desselben aufweisen. Bei Feststellung eines Erfordernisses zum elektrischen Laden und/oder Temperieren wird das besagte elektrische Laden und/oder eine Temperierung des elektrochemischen Speichers bewirkt, wobei in Abhängigkeit eines festgestellten Betriebszustandes des Fahrzeugs, nämlich Fahrbetrieb oder Fahrzeugstand zum elektrischen Aufladen des elektrochemischen Speichers, und einer bestimmten vorgegebenen oder ermittelten Temperierungsleistung zumindest einer der vorbeschriebenen Temperierungsmittel-Kreisläufe zum Einsatz kommt bzw. aktiviert wird. Im Aufladefall mittels der externen Ladevorrichtung ist jedoch vorgesehen, dass wenigstens der externe Temperierungsmittel-Kreislauf zum Einsatz kommt bzw. aktiviert wird.This is preferably done using a corresponding electronic regulating and control unit, which is furthermore preferably a component of the vehicle and optionally corresponds to a regulating and control unit of the external charging device and / or the temperature control device external to the vehicle. Said electronic regulating and control unit can in this respect have suitable sensor devices for determining a current operating state of the vehicle, namely driving mode or vehicle position for electrically charging the electrochemical storage device, as well as for determining the current electrical charge of the electrochemical storage device and the current recording temperature of the same . When a requirement for electrical charging and / or temperature control is determined, said electrical charging and / or temperature control of the electrochemical storage device is effected, with a certain predetermined depending on an established operating state of the vehicle, namely driving mode or vehicle position for electrical charging of the electrochemical storage device or determined temperature control performance at least one of the temperature control medium circuits described above is used or activated. In the case of charging by means of the external charging device, however, it is provided that at least the external temperature control medium circuit is used or activated.

Die Vorrichtung zur Temperierung eines in einem Fahrzeug angeordneten elektrochemischen Speichers zeichnet sich im Wesentlichen aus durch eine fahrzeugexterne Temperierungs-Vorrichtung zur temporären Ausbildung eines fahrzeugexternen Temperierungs-Kreislaufes in Kombination mit zumindest einem, dem elektrochemischen Speicher zugeordneten, fahrzeugfesten Wärmetauscher.The device for temperature control of an electrochemical store arranged in a vehicle is essentially characterized by a temperature control device external to the vehicle for the temporary formation of a temperature control circuit external to the vehicle in combination with at least one vehicle-mounted heat exchanger assigned to the electrochemical store.

Vorteilhaft ist die fahrzeugexterne Temperierungs-Vorrichtung integraler Bestandteil einer externen Ladevorrichtung zum elektrischen Aufladen des elektrochemischen Speichers. Hierdurch ist ein externes Kombinationssystem respektive Modul aus einer elektrischen Ladevorrichtung und einer Temperierungs-Vorrichtung, insbesondere Kühlvorrichtung geschaffen, welches sich einfach handhaben und kostengünstig installieren lässt.The temperature control device external to the vehicle is advantageously an integral part of an external charging device for electrically charging the electrochemical storage device. This creates an external combination system or module comprising an electric charging device and a temperature control device, in particular a cooling device created, which is easy to handle and inexpensive to install.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf dieses beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen:

  • 1 ein Fließbild des erfindungsgemäßen Temperierungssystems.
The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown schematically in the drawing. However, it is not restricted to this, but rather covers all of the configurations defined by the claims. Show it:
  • 1 a flow diagram of the temperature control system according to the invention.

Gemäß der einzigen 1 ist der zu temperierende elektrochemische Speicher mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Dieser ist in einem nicht zeichnerisch dargestellte Fahrzeug, beispielsweise einem elektrisch betriebenen oder betreibbaren Kraftfahrzeug, wie einem Elektrofahrzeug oder einem Plug-in- Hybrid-Fahrzeug, angeordnet und weist ein Gehäuse 2 auf, in welchem lediglich beispielgebend drei untereinander elektrisch zusammengeschaltete Speichermodule 3 mit jeweils zumindest einer, vorzugsweise einer Mehrzahl nicht zeichnerisch dargestellter elektrochemischer Speicherzellen angeordnet sind.According to the only one 1 is the temperature-controlled electrochemical store with the reference number 1 Mistake. This is arranged in a vehicle not shown in the drawing, for example an electrically operated or operable motor vehicle, such as an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle, and has a housing 2 in which three memory modules electrically interconnected with one another are merely exemplary 3 are each arranged with at least one, preferably a plurality of electrochemical storage cells not shown in the drawing.

Dem elektrochemischen Speicher 1 ist ein erster Wärmetauscher 4 zugeordnet, welcher in einen ersten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf 5 integriert ist. Der besagte erste Wärmetauscher 4 ist innerhalb des Gehäuses 2 des elektrochemischen Speichers 1, gemäß diesem Ausführungsbeispiel oberhalb und unmittelbar benachbart zu den Speichermodulen 3 angeordnet, wodurch eine wirkungsvolle Temperierung derselben mittels des ersten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislaufs 5 insbesondere während des Betreibens des Fahrzeugs bzw. während der Fahrt desselben ermöglicht ist.The electrochemical storage 1 is a first heat exchanger 4th assigned, which in a first vehicle-internal temperature control circuit 5 is integrated. The said first heat exchanger 4th is inside the case 2 of the electrochemical storage 1 , according to this embodiment above and immediately adjacent to the memory modules 3 arranged, whereby an effective temperature control of the same by means of the first vehicle-internal temperature control circuit 5 is made possible in particular while operating the vehicle or while driving the same.

Der erste fahrzeuginterne Temperierungsmittel-Kreislauf 5 ist vorliegend durch einen Kühlmittel-Kreislauf 5a gebildet, in welchem Kühlmittel, wie beispielsweise Wasser oder ein Wasser-Glykol-Gemisch, mittels einer Pumpe 6 im Kreislauf durch einen an sich bekannten und demgemäß nicht zeichnerisch dargestellten Kühler hindurchgeführt wird. Hierdurch wird mittels den besagten Kühler um- und/oder durchströmender Umgebungsluft das Kühlmittel gekühlt bzw. demselben Wärme entzogen.The first vehicle-internal temperature control medium circuit 5 is present by a coolant circuit 5a formed in which coolant, such as water or a water-glycol mixture, by means of a pump 6th is passed in the circuit through a cooler known per se and accordingly not shown in the drawing. As a result, the coolant is cooled or heat is withdrawn from it by means of the ambient air flowing around and / or through the said cooler.

Um die Kühlleistung des in den ersten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf 5 in Form des Kühlmittel-Kreislaufes 5a integrierten ersten Wärmetauschers 4 zu erhöhen, ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel der besagte Kühlmittel-Kreislauf 5a mit einem bei Bedarf aktivierbaren zweiten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf 7 in Form eines nunmehr Kältemittel-Kreislaufes 7a thermisch verbunden bzw. verbindbar.To the cooling capacity of the in the first vehicle-internal temperature control circuit 5 in the form of the coolant circuit 5a integrated first heat exchanger 4th According to this exemplary embodiment, said coolant circuit is to be increased 5a with a second vehicle-internal temperature control circuit that can be activated if required 7th in the form of a refrigerant cycle 7a thermally connected or connectable.

Im an sich bekannten Kältemittel-Kreislauf 7a ist ein Kältemittel, wie beispielsweise CO2 oder R1234yf, in einem geschlossenen Kreislauf geführt. Der Kältemittel-Kreislauf 7a umfasst in einer einfachen Ausgestaltung desselben in Fließrichtung des Kältemittels gesehen nacheinander einen Kompressor 8, auch als Verdichter bezeichnet, einen Verflüssiger 9, auch als Kondensator bezeichnet, eine Drosseleinrichtung 10 und einen Verdampfer 11. Der Verflüssiger 9 ist luft- oder wassergekühlt. Der Verdampfer 11 ist innerhalb einer Wärmetauschervorrichtung 12 mit dem als Kühlmittel-Kreislauf 5a ausgebildeten ersten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf 5 thermisch verbunden. In Abhängigkeit der aktuell erforderlichen Kühlleistung wird der zweite fahrzeuginterne Temperierungsmittel-Kreislauf 7 in Form des Kältemittel-Kreislaufes 7a aktiviert oder deaktiviert.In the known refrigerant cycle 7a is a refrigerant such as CO2 or R1234yf, guided in a closed circuit. The refrigerant cycle 7a In a simple embodiment of the same, viewed in the direction of flow of the refrigerant, comprises one compressor one after the other 8th , also known as a compressor, a condenser 9 , also referred to as a capacitor, a throttle device 10 and an evaporator 11 . The liquefier 9 is air or water cooled. The evaporator 11 is within a heat exchange device 12 with that as a coolant circuit 5a trained first vehicle-internal temperature control circuit 5 thermally connected. Depending on the currently required cooling capacity, the second in-vehicle temperature control circuit is activated 7th in the form of the refrigerant cycle 7a activated or deactivated.

Um auch eine Temperierung des elektrochemischen Speichers 1 im Sinne von Erwärmung desselben zu ermöglichen, ist bevorzugt in den ersten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf 5 eine nicht zeichnerisch dargestellte Heizeinrichtung, vorzugsweise elektrisch betriebene Heizeinrichtung, integriert oder integrierbar. Bei Bedarf erwärmt die Heizeinrichtung das Kühlmittel, welches die aufgenommene Wärmeenergie über den ersten Wärmetauscher 4 an die Speichermodule 3 abgibt.A temperature control of the electrochemical storage 1 To enable the same in the sense of heating is preferred in the first vehicle-internal temperature control circuit 5 a heating device, not shown in the drawing, preferably an electrically operated heating device, integrated or integrable. If necessary, the heating device heats the coolant, which absorbs the thermal energy via the first heat exchanger 4th to the memory modules 3 gives.

Wie bereits oben dargetan, kann gerade beim elektrischen Aufladen des elektrochemischen Speichers 1 im Stand des Fahrzeugs mittels einer externen Ladevorrichtung 13 eine erhöhte Temperierungsleistung, insbesondere Kühlleistung, erforderlich sein, welche das fahrzeuginterne Temperierungssystem, das gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwei fahrzeuginterne Temperierungsmittel-Kreisläufe 5, 7 aufweist, nicht zur Verfügung stellen kann. In 1 ist eine externe Ladevorrichtung 13 nach Art einer sogenannten Ladesäule 13a gezeigt. Unter einer Ladesäule 13a wird dabei eine Ladestation für elektrisch betriebene Fahrzeuge verstanden, die in ihrer Bauweise meist einer Zapfsäule für konventionelle Kraftstoffe nachempfunden ist. Die Ladesäule 13a weist gemäß ihrer Bestimmung ein Ladekabel 14 auf, an dessen freiem Ende ein Ladestecker 15 angeordnet ist, der mit einer nicht zeichnerisch dargestellten und mit dem elektrochemischen Speicher 1 elektrisch verbundenen Ladebuchse des Fahrzeugs korrespondiert. Die Ladeleistung ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit >150KW angegeben, welche für eine Schnellladung des elektrochemischen Speichers 1 geeignet ist.As already shown above, especially when electrically charging the electrochemical storage device 1 while the vehicle is stationary by means of an external charging device 13 an increased temperature control output, in particular a cooling output, may be required, which the vehicle-internal temperature control system, which according to this embodiment has two vehicle-internal temperature control medium circuits 5 , 7th has, cannot provide. In 1 is an external charger 13 in the manner of a so-called charging station 13a shown. Under a charging station 13a is understood to mean a charging station for electrically operated vehicles, the design of which is usually modeled on a gas pump for conventional fuels. The charging station 13a has a charging cable according to its intended use 14th on, at the free end a charging plug 15th is arranged with a not shown in the drawing and with the electrochemical store 1 electrically connected charging socket of the vehicle corresponds. According to this exemplary embodiment, the charging power is specified as> 150KW, which is for rapid charging of the electrochemical storage device 1 suitable is.

Im Hinblick auf den vorstehend beschriebenen Umstand bezüglich einer etwaige erforderlichen erhöhten Kühlleistung beim elektrischen Aufladen des elektrochemischen Speichers 1 mittels einer externen Ladevorrichtung 13 ist dem elektrochemischen Speicher 1 zusätzlich ein zweiter Wärmetauscher 16 zugeordnet. Der zweite Wärmetauscher 16 ist mit einer äußerst schematisch dargestellten fahrzeugexternen Temperierungs-Vorrichtung 17 strömungstechnisch über Rohr- und/oder Schlauchleitungen 18 sowie unter Zuhilfenahme nicht zeichnerisch dargestellter, an sich bekannter Rohr- und/oder Schlauchschnellverbinder verbunden oder verbindbar. In 1 ist der zweite Wärmetauscher 16 in einem strömungstechnisch verbundenen Zustand mit der besagten Temperierungs-Vorrichtung 17 gezeigt, wodurch ein mittels Pumpe 19 betriebener fahrzeugexterner Temperierungsmittel-Kreislauf 20 ausgebildet ist.With regard to the above-described circumstance with regard to any required increased cooling capacity when electrically charging the electrochemical store 1 by means of an external charging device 13 is that electrochemical storage 1 a second heat exchanger 16 assigned. The second heat exchanger 16 is with an extremely schematically shown external temperature control device 17th in terms of flow via pipes and / or hose lines 18th as well as with the aid of known pipe and / or hose quick connectors, not shown in the drawing, or connectable. In 1 is the second heat exchanger 16 in a fluidically connected state with said temperature control device 17th shown making a means of pump 19th operated temperature control medium circuit outside the vehicle 20th is trained.

Der zweite Wärmetauscher 16 ist außerhalb des Gehäuses 2 des elektrochemischen Speichers 1, vorliegend am Gehäuseboden 2a angeordnet, jedoch mit dem Gehäuse 2 respektive dessen Gehäuseboden 2a thermisch verbunden. Diese Anordnung resultiert aus der Erkenntnis, dass der gebildete fahrzeugexterne Temperierungsmittel-Kreislauf 20 sowohl mit elektrisch leitenden Temperierungsfluid / Kühlmittel betrieben werden kann und somit nicht auf elektrisch nichtleitende Temperierungsfluide / Kühlmittel beschränkt ist. Im Falle eines etwaigen Defektes, insbesondere einer Leckage im fahrzeugexternen Temperierungsmittel-Kreislauf 20 ist hierdurch wirkungsvoll verhindert, dass Temperierungsfluid in das Gehäuse 2 eintritt und so den elektrochemischen Speicher 1 beschädigt oder gar zerstört.The second heat exchanger 16 is outside the case 2 of the electrochemical storage 1 , present on the case back 2a arranged, but with the housing 2 respectively its case back 2a thermally connected. This arrangement results from the knowledge that the vehicle-external temperature control circuit formed 20th can be operated with electrically conductive temperature control fluid / coolant and is therefore not limited to electrically non-conductive temperature control fluids / coolant. In the event of a possible defect, in particular a leak in the temperature control circuit outside the vehicle 20th this effectively prevents temperature control fluid from entering the housing 2 enters and so the electrochemical storage 1 damaged or even destroyed.

Durch diese Maßnahme ist mit minimalem zusätzlichen Ausrüstungsaufwand (zweiter Wärmetauscher 16) am Fahrzeug ein Thermomanagement für den elektrochemischen Speicher 1 mit erhöhten Temperierungsleistungen, insbesondere Kühlleistungen, während eines Ladevorgangs über eine externe Ladevorrichtung 13 ermöglicht.This measure requires minimal additional equipment (second heat exchanger 16 ) a thermal management system for the electrochemical storage system on the vehicle 1 with increased temperature control performance, in particular cooling performance, during a charging process via an external charging device 13 enables.

Wie der 1 weiter zu entnehmen ist, ist die fahrzeugexterne Temperierungs-Vorrichtung 17 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform Bestandteil der externen Ladevorrichtung 13 zum elektrischen Aufladen des elektrochemischen Speichers 1 bzw. in die externe Ladevorrichtung 13 in Form der Ladesäule 13a räumlich integriert.Again 1 It can also be seen that the temperature control device is external to the vehicle 17th According to a preferred embodiment, part of the external charging device 13 for electrically charging the electrochemical storage device 1 or into the external charging device 13 in the form of the charging station 13a spatially integrated.

Was den fahrzeugexternen Temperierungsmittel-Kreislauf 20 anbelangt, handelt es sich hier bevorzugt um einen Kühlmittel-Kreislauf 20a, wobei in Anlehnung an den ersten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf 5 dieser fahrzeugexterne Kühlmittel-Kreislauf 20a mit einem nicht zeichnerisch dargestellten fahrzeugexternen Kältekreislauf kombiniert sein kann. Alternativ kann der fahrzeugexterne Temperierungsmittel-Kreislauf 20 selbstverständlich auch durch einen Kältemittel-Kreislauf gebildet sein.What about the temperature control medium circuit outside the vehicle 20th as far as is concerned, this is preferably a coolant circuit 20a , based on the first vehicle-internal temperature control circuit 5 this vehicle-external coolant circuit 20a can be combined with a vehicle-external refrigeration circuit, not shown in the drawing. Alternatively, the temperature control medium circuit external to the vehicle 20th can of course also be formed by a refrigerant circuit.

Das Verfahren zur Temperierung eines in einem Fahrzeug angeordneten elektrochemischen Speichers mittels eines Temperierungssystems der vorbeschriebenen Art zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass im Fahrbetrieb des Fahrzeugs der elektrochemische Speicher 1 über den zumindest einen ersten, in den ersten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf 5 integrierten Wärmetauscher 4 temperiert wird, wogegen im Falle des elektrischen Aufladens des elektrochemischen Speichers 1 mittels der externen Ladevorrichtung 13 oder Ladesäule 13a der elektrochemische Speicher 1 bedarfsweise entweder über den zumindest einen ersten, in den ersten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf 5 integrierten Wärmetauscher 4 und/oder über den zumindest einen zweiten, in den fahrzeugexternen Temperierungsmittel-Kreislauf 20 integrierten Wärmetauscher 16 temperiert wird.The method for temperature control of an electrochemical store arranged in a vehicle by means of a temperature control system of the type described above is characterized in particular by the fact that the electrochemical store is used when the vehicle is in motion 1 via the at least one first, in the first vehicle-internal temperature control circuit 5 integrated heat exchanger 4th is tempered, whereas in the case of electrical charging of the electrochemical storage device 1 by means of the external charging device 13 or charging station 13a the electrochemical storage 1 if necessary, either via the at least one first, in the first vehicle-internal temperature control circuit 5 integrated heat exchanger 4th and / or via the at least one second, in the vehicle-external temperature control circuit 20th integrated heat exchanger 16 is tempered.

Um das fahrzeuginterne Temperierungssystem zu schonen, ist jedoch im Fall des Aufladens des elektrochemischen Speichers 1 mittels einer externen Ladevorrichtung 13 bevorzugt vorgesehen, dass die fahrzeugexterne Temperierungs-Vorrichtung 17 zum Einsatz kommt, sofern deren Temperierungsleistung ausreichend ist. Wird festgestellt, dass die Temperierungsleistung der fahrzeugexternen Temperierungs-Vorrichtung 17 nicht ausreicht, kann zusätzlich noch das fahrzeuginterne Temperierungssystem aktiviert werden.In order to protect the vehicle's internal temperature control system, however, it is necessary to charge the electrochemical storage unit 1 by means of an external charging device 13 preferably provided that the vehicle-external temperature control device 17th is used if its temperature control performance is sufficient. If it is determined that the temperature control performance of the temperature control device external to the vehicle 17th is not sufficient, the vehicle-internal temperature control system can also be activated.

Die Temperierung des elektrochemischen Speichers 1 erfolgt bevorzugt unter Einsatz einer nicht zeichnerisch dargestellten elektronischen Regel- und Steuereinheit, die weiter bevorzugt Bestandteil des Fahrzeugs ist und gegebenenfalls mit einer Regel- und Steuereinheit der externen Ladevorrichtung 13 und/oder der fahrzeugexternen Temperierungs-Vorrichtung 17 korrespondiert. Die elektronische Regel- und Steuereinheit weist hierzu bevorzugt, jedoch ohne Anspruch auf Vollständigkeit, geeignete Sensorvorrichtungen zur Feststellung eines aktuellen Betriebszustandes des Fahrzeugs, nämlich Fahrbetrieb oder Fahrzeugstand zum elektrischen Aufladen des elektrochemischen Speichers 1, sowie zur Bestimmung der aktuell zu verzeichnenden elektrischen Ladung des elektrochemischen Speichers 1 und der aktuell zu verzeichnenden Temperatur desselben auf.The temperature control of the electrochemical storage 1 preferably takes place using an electronic regulating and control unit (not shown in the drawing), which is furthermore preferably part of the vehicle, and optionally with a regulating and control unit of the external charging device 13 and / or the temperature control device external to the vehicle 17th corresponds. For this purpose, the electronic regulating and control unit preferably, but without claiming to be complete, has suitable sensor devices for determining a current operating state of the vehicle, namely driving mode or vehicle position for electrically charging the electrochemical store 1 , as well as to determine the currently recorded electrical charge of the electrochemical storage 1 and the current temperature to be recorded.

Bei Feststellung eines Erfordernisses zum elektrischen Laden und/oder Temperieren wird das elektrische Laden und/oder eine Temperierung des elektrochemischen Speichers 1 beispielsweise derart bewirkt, dass in Abhängigkeit des sensierten Betriebszustandes des Fahrzeugs und einer bestimmten vorgegebenen oder ermittelten Temperierungsleistung zumindest einer der vorbeschriebenen Temperierungsmittel-Kreisläufe 5, 20, im Aufladefall mittels der externen Ladevorrichtung 13 jedoch wenigstens der externe Temperierungsmittel-Kreislauf 20 zum Einsatz kommt bzw. aktiviert wird.If a requirement for electrical charging and / or temperature control is determined, electrical charging and / or temperature control of the electrochemical store is activated 1 for example, causes at least one of the above-described temperature control medium circuits as a function of the sensed operating state of the vehicle and a certain predetermined or determined temperature control output 5 , 20th , when charging by means of the external charging device 13 however at least the external temperature control circuit 20th is used or activated.

Um auch eine Temperierung des elektrochemischen Speichers 1 im Sinne von Erwärmung desselben zu ermöglichen, kann auch in den fahrzeugexternen Temperierungsmittel-Kreislauf 20 eine nicht zeichnerisch dargestellte Heizeinrichtung, vorzugsweise elektrisch betriebene Heizeinrichtung, integriert oder integrierbar sein. Bei Bedarf erwärmt die Heizeinrichtung das Kühlmittel, welches die aufgenommene Wärmeenergie über den zweiten Wärmetauscher 16 an die Speichermodule 3 abgibt.A temperature control of the electrochemical storage 1 to enable the same in the sense of heating, can also in the vehicle-external temperature control circuit 20th a heating device, not shown in the drawing, preferably an electrically operated heating device, can be integrated or integrable. If necessary, the heating device heats the coolant, which absorbs the thermal energy via the second heat exchanger 16 to the memory modules 3 gives.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
elektrochemischer Speicherelectrochemical storage
22
Gehäusecasing
2a2a
GehäusebodenCase back
33
SpeichermodulMemory module
44th
erster Wärmetauscherfirst heat exchanger
55
erster fahrzeuginterner Temperierungsmittel-Kreislauffirst vehicle-internal temperature control medium circuit
5a5a
Kühlmittel-KreislaufCoolant circuit
66th
Pumpepump
77th
zweiter fahrzeuginterner Temperierungsmittel-Kreislaufsecond vehicle-internal temperature control medium circuit
7a7a
Kältemittel-KreislaufRefrigerant circulation
88th
Kompressorcompressor
99
VerflüssigerCondenser
1010
DrosseleinrichtungThrottle device
1111
VerdampferEvaporator
1212
WärmetauschervorrichtungHeat exchanger device
1313
externe Ladevorrichtungexternal charger
13a13a
LadesäuleCharging station
1414th
LadekabelCharging cable
1515th
LadesteckerCharging plug
1616
zweiter Wärmetauschersecond heat exchanger
1717th
fahrzeugexterne Temperierungs-Vorrichtungtemperature control device external to the vehicle
1818th
Rohr- und/oder SchlauchleitungenPipe and / or hose lines
1919th
Pumpepump
2020th
fahrzeugexterner Temperierungsmittel-Kreislauftemperature control medium circuit outside the vehicle
20a20a
Kühlmittel-KreislaufCoolant circuit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102009037138 A1 [0003]DE 102009037138 A1 [0003]
  • DE 102012206495 A1 [0004]DE 102012206495 A1 [0004]
  • US 2018/0105062 A1 [0005]US 2018/0105062 A1 [0005]
  • US 6085854 A [0007]US 6085854 A [0007]
  • DE 102013213114 A1 [0008]DE 102013213114 A1 [0008]

Claims (12)

System zur Temperierung eines in einem Fahrzeug angeordneten elektrochemischen Speichers (1), wobei dem elektrochemischen Speicher (1) zumindest ein erster Wärmetauscher (4) zugeordnet ist, welcher in einen ersten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf (5) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem elektrochemischen Speicher (1) zusätzlich zumindest ein zweiter Wärmetauscher (16) zugeordnet ist, welcher mit einer fahrzeugexternen Temperierungs-Vorrichtung (17) strömungstechnisch verbunden oder verbindbar ist und im verbundenen Zustand mit derselben einen fahrzeugexternen Temperierungsmittel-Kreislauf (20) ausbildet.System for temperature control of an electrochemical store (1) arranged in a vehicle, the electrochemical store (1) being assigned at least one first heat exchanger (4) which is integrated into a first vehicle-internal temperature control medium circuit (5), characterized in that the At least one second heat exchanger (16) is additionally assigned to the electrochemical storage device (1), which is fluidically connected or can be connected to a temperature control device (17) external to the vehicle and, when connected, forms a temperature control medium circuit (20) external to the vehicle. Temperierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrzeugexterne Temperierungs-Vorrichtung (17) Bestandteil einer externen Ladevorrichtung (13) zum elektrischen Aufladen des elektrochemischen Speichers (1) ist.Temperature control system according to Claim 1 , characterized in that the temperature control device (17) external to the vehicle is part of an external charging device (13) for electrically charging the electrochemical storage device (1). Temperierungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Ladevorrichtung (13) durch eine Ladesäule (13a) gebildet ist.Temperature control system according to Claim 2 , characterized in that the external charging device (13) is formed by a charging column (13a). Temperierungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste fahrzeuginterne Temperierungsmittel-Kreislauf (5) ein Kühlmittel-Kreislauf (5a) ist.Temperature control system according to one of the preceding claims, characterized in that the first vehicle-internal temperature control medium circuit (5) is a coolant circuit (5a). Temperierungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittel-Kreislauf (5a) mit einem bei Bedarf aktivierbaren zweiten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf (7) in Form eines Kältemittel-Kreislaufes (7a) thermisch verbunden oder verbindbar ist.Temperature control system according to Claim 4 , characterized in that the coolant circuit (5a) is thermally connected or connectable to a second vehicle-internal temperature control circuit (7) in the form of a refrigerant circuit (7a) which can be activated if required. Temperierungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der fahrzeugexterne Temperierungsmittel-Kreislauf (20) ein Kühlmittel-Kreislauf (20a) oder ein Kältemittel-Kreislauf ist.Temperature control system according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature control medium circuit (20) external to the vehicle is a coolant circuit (20a) or a refrigerant circuit. Temperierungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine erste Wärmetauscher (4) innerhalb eines Gehäuses (2) des elektrochemischen Speichers (1) angeordnet ist.Temperature control system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one first heat exchanger (4) is arranged within a housing (2) of the electrochemical store (1). Temperierungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine zweite Wärmetauscher (16) außerhalb eines/des Gehäuses (2) des elektrochemischen Speichers (1) angeordnet, jedoch mit dem Gehäuse (2) thermisch verbunden ist.Temperature control system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one second heat exchanger (16) is arranged outside a / the housing (2) of the electrochemical store (1), but is thermally connected to the housing (2). Temperierungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine zweite Wärmetauscher (16) an einem Gehäuseboden (2a) eines/des Gehäuses (2) des elektrochemischen Speichers (1) angeordnet ist.Temperature control system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one second heat exchanger (16) is arranged on a housing base (2a) of a / of the housing (2) of the electrochemical store (1). Verfahren zur Temperierung eines in einem Fahrzeug angeordneten elektrochemischen Speichers (1) mittels eines Temperierungssystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche derart, dass im Fahrbetrieb des Fahrzeugs der elektrochemische Speicher (1) über den zumindest einen ersten, in den ersten fahrzeuginternen Temperierungsmittel-Kreislauf (5) integrierten Wärmetauscher (4) temperiert wird, wogegen im Falle des elektrischen Aufladens des elektrochemischen Speichers (1) mittels der externen Ladevorrichtung (13) oder Ladesäule (13a) der elektrochemische Speicher (1) wenigstens über den zumindest einen zweiten, in den fahrzeugexternen Temperierungsmittel-Kreislauf (20) integrierten Wärmetauscher (16) temperiert wird.A method for temperature control of an electrochemical store (1) arranged in a vehicle by means of a temperature control system according to one of the preceding claims such that, when the vehicle is in motion, the electrochemical store (1) is via the at least one first temperature control medium circuit (5) inside the vehicle. integrated heat exchanger (4) is temperature-controlled, whereas in the case of electrical charging of the electrochemical storage device (1) by means of the external charging device (13) or charging column (13a), the electrochemical storage device (1) is at least via the at least one second temperature control device external to the vehicle Circuit (20) integrated heat exchanger (16) is tempered. Vorrichtung zur Temperierung eines in einem Fahrzeug angeordneten elektrochemischen Speichers (1), gekennzeichnet durch eine fahrzeugexterne Temperierungs-Vorrichtung (17) zur temporären Ausbildung eines fahrzeugexternen Temperierungs-Kreislaufes (20) in Kombination mit zumindest einem, dem elektrochemischen Speicher (1) zugeordneten, fahrzeugfesten Wärmetauscher (16).Device for temperature control of an electrochemical store (1) arranged in a vehicle, characterized by a temperature control device (17) external to the vehicle for the temporary formation of a temperature control circuit (20) external to the vehicle in combination with at least one vehicle-mounted device assigned to the electrochemical store (1) Heat exchanger (16). Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrzeugexterne Temperierungs-Vorrichtung (17) integraler Bestandteil einer externen Ladevorrichtung (13) zum elektrischen Aufladen des elektrochemischen Speichers (1) ist.Device according to Claim 11 , characterized in that the temperature control device (17) external to the vehicle is an integral part of an external charging device (13) for electrically charging the electrochemical storage device (1).
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