DE102019215688A1 - Energy storage arrangement for an electric or hybrid vehicle - Google Patents

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Jochen Eppinger
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energiespeicheranordnung (1) für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug (2),- mit einem Energiespeicher (3) mit in einem Gehäuse (4) angeordneten Energiespeicherzellen (5),- wobei das Gehäuse (4) einen Zulauf (6) und einen Ablauf (7) für Temperierfluid (8) zum direkten Temperieren der Energiespeicherzellen (5) aufweist,Erfindungsgemäß ist vorgesehen,- dass ein Temperierfluidkreislauf (9) vorgesehen ist, in welchem das Gehäuse (4), eine Pumpe (10) zum Fördern des Temperierfluids (8) und ein Wärmeübertrager (11) angeordnet sind,- dass in dem Temperierfluidkreislauf (9) zumindest ein Wassersensor (19) zum Ermitteln eines Wassergehalts in dem Temperierfluid (8) angeordnet ist,- dass eine Kontrolleinrichtung (20) vorgesehen ist, welche kommunizierend mit dem zumindest einen Wassersensor (19) verbunden ist und welche derart ausgebildet ist, dass sie ab zumindest einem vordefinierten und von dem zumindest einen Wassersensor (19) im Temperierfluid (8) detektierten Wassergehalt einen Steuerbefehl erzeugt.Hierdurch soll insbesondere das Risiko eines Kurzschlusses reduziert werden.The invention relates to an energy storage arrangement (1) for an electric or hybrid vehicle (2), - with an energy storage (3) with energy storage cells (5) arranged in a housing (4), - wherein the housing (4) has an inlet (6) and an outlet (7) for temperature control fluid (8) for direct temperature control of the energy storage cells (5). According to the invention, it is provided that a temperature control fluid circuit (9) is provided in which the housing (4), a pump (10) for pumping of the temperature control fluid (8) and a heat exchanger (11) are arranged, - that at least one water sensor (19) for determining a water content in the temperature control fluid (8) is arranged in the temperature control fluid circuit (9), - that a control device (20) is provided , which communicates with the at least one water sensor (19) and which is designed in such a way that it starts at least one predefined and by the at least one water sensor (19) in the temperature control fluid (8) detected water e received a control command, in particular to reduce the risk of a short circuit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeicheranordnung für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit einem Energiespeicher mit in einem Gehäuse angeordneten Energiespeicherzellen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Elektro- oder Hybridfahrzeug mit einer solchen Energiespeicheranordnung.The present invention relates to an energy storage arrangement for an electric or hybrid vehicle with an energy storage device with energy storage cells arranged in a housing according to the preamble of claim 1. The invention also relates to an electric or hybrid vehicle with such an energy storage arrangement.

Insbesondere rein elektromotorisch angetriebene Fahrzeuge besitzen als Energiespeicher üblicherweise eine aufladbare Lithium-Ionen-Batterie, die bei schnellen Lade- und Entladevorgängen eine hohe Wärmeentwicklung aufweist und bei welcher diese Wärme abgeführt werden muss, um ein Überhitzen des Energiespeichers zuverlässig vermeiden zu können. Zur Kühlung der Energiespeicher werden dabei wahlweise eine sogenannte indirekte Kühlung oder eine direkte Kühlung eingesetzt. Bei der indirekten Kühlung erfolgt ein Wärmeübertrag üblicherweise über eine flächig an einer jeweiligen Energiespeicherzelle anliegende Kühlplatte. Bei der direkten Kühlung werden die Energiespeicherzellen direkt mit Temperierfluid, beispielsweise Kühlöl, umströmt. Die direkte Kühlung weist dabei einen deutlich höheren Wirkungsgrad als die indirekte Kühlung und ist deshalb bevorzugt. Da bei der direkten Kühlung das Temperierfluid bzw. Kühlöl in direktem Kontakt zu den Energiespeicherzellen steht, muss dieses elektrisch nicht leitend sein, um einen Kurzschluss zuverlässig ausschließen zu können. Dies stellt jedoch hohe Anforderungen.In particular, vehicles driven by a purely electric motor usually have a rechargeable lithium-ion battery as an energy storage device, which generates a high level of heat during rapid charging and discharging processes and in which this heat has to be dissipated in order to reliably prevent the energy storage device from overheating. So-called indirect cooling or direct cooling are optionally used to cool the energy stores. In the case of indirect cooling, heat is usually transferred via a cooling plate lying flat against a respective energy storage cell. In the case of direct cooling, temperature control fluid, for example cooling oil, flows directly around the energy storage cells. Direct cooling is significantly more efficient than indirect cooling and is therefore preferred. Since the temperature control fluid or cooling oil is in direct contact with the energy storage cells during direct cooling, it does not have to be electrically conductive in order to be able to reliably exclude a short circuit. However, this makes high demands.

Aus der US 2013/0260195 A1 ist ein gattungsgemäßer Energiespeicher für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug bekannt, der ein Gehäuse aufweist, in welchem Energiespeicherzellen angeordnet sind. Das Gehäuse selbst besitzt einen Zulauf sowie einen Ablauf für Temperierfluid zum direkten Temperieren, insbesondere zum direkten Kühlen, der Energiespeicherzellen.From the US 2013/0260195 A1 a generic energy storage device for an electric or hybrid vehicle is known which has a housing in which energy storage cells are arranged. The housing itself has an inlet and an outlet for temperature control fluid for direct temperature control, in particular for direct cooling, of the energy storage cells.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Energiespeicheranordnung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere einen zuverlässigen Betrieb derselben ermöglicht.The present invention deals with the problem of specifying an improved or at least an alternative embodiment for an energy storage arrangement of the generic type, which in particular enables reliable operation of the same.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this problem is solved by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer an sich bekannten Energiespeicheranordnung mit einem Energiespeicher eine direkte Kühlung von in einem Gehäuse des Energiespeichers angeordneten Energiespeicherzellen vorzunehmen und für das hierfür vorgesehene Temperierfluid, beispielsweise Kühlöl, zumindest einen Wassersensor zum Ermitteln eines Wassergehalts in dem Temperierfluid zu verwenden, mittels welchem Wasseranteile in dem Temperierfluid, beispielsweise dem Kühlöl, erfasst werden können, sodass beispielsweise bei Erreichen eines für einen Kurzschluss kritischen Wassergehalts mittels einer Kontrolleinrichtung eine entsprechende Maßnahme ergriffen und die Kurzschlussgefahr reduziert werden kann. Die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug weist dabei einen Energiespeicher mit in einem Gehäuse angeordneten Energiespeicherzellen auf. Dieses Gehäuse besitzt einen Zulauf, sowie einen Ablauf für Temperierfluid zum direkten Temperieren, insbesondere zum direkten Kühlen, der Energiespeicherzellen. Erfindungsgemäß weist nun die Energiespeicheranordnung einen Temperierfluidkreislauf auf, in welchem das Gehäuse, das heißt der Energiespeicher, eine Pumpe zum Fördern des Temperierfluids sowie ein Wärmeübertrager, insbesondere ein Kühler angeordnet sind. In dem Temperierfluidkreislauf ist zudem zumindest ein Wassersensor zum Ermitteln eines Wassergehalts in dem Temperierfluid angeordnet. Ebenfalls vorgesehen ist eine Kontrolleinrichtung, welche kommunizierend mit dem zumindest einen Wassersensor verbunden ist und welche derart ausgebildet ist, dass sie ab zumindest einem vordefinierten und von dem zumindest einen Wassersensor im Temperierfluid detektierten Wassergehalt einen Steuerbefehl erzeugt. Ein derartiger Steuerbefehl kann beispielsweise ein Warnhinweis zum Austausch des Temperierfluids oder die Aktivierung eines Wasserabscheiders sein. Über den Wassersensor und die Kontrolleinrichtung können somit im Temperierfluid vorhandene Wasseranteile ermittelt und ggf. Maßnahmen eingeleitet werden, wodurch die Gefahr einer Stromübertragung zwischen den einzelnen Energiespeicherzellen über die Wasserpartikel im Temperierfluid abgeschätzt/erkannt und auch die Lebensdauer des gesamten Energiespeichers erhöht werden können. Durch die Begrenzung des im Temperierfluid vorhandenen Wasseranteils können eine dielektrische Wirkung des Temperierfluids verbessert und dadurch Beschädigungen des Energiespeichers, beispielsweise durch einen Kurzschluss, zuverlässig vermieden werden.The present invention is based on the general idea of undertaking direct cooling of energy storage cells arranged in a housing of the energy storage device in a known energy storage arrangement with an energy storage device, and for the temperature control fluid provided for this purpose, for example cooling oil, at least one water sensor for determining a water content in the temperature control fluid to use, by means of which water proportions in the temperature control fluid, for example the cooling oil, can be detected so that, for example, when a critical water content for a short circuit is reached, a corresponding measure can be taken by means of a control device and the risk of short circuit can be reduced. The energy storage arrangement according to the invention for an electric or hybrid vehicle has an energy storage device with energy storage cells arranged in a housing. This housing has an inlet and an outlet for temperature control fluid for direct temperature control, in particular for direct cooling, of the energy storage cells. According to the invention, the energy storage arrangement now has a temperature control fluid circuit in which the housing, that is to say the energy store, a pump for conveying the temperature control fluid and a heat exchanger, in particular a cooler, are arranged. In addition, at least one water sensor for determining a water content in the temperature control fluid is arranged in the temperature control fluid circuit. Also provided is a control device which is communicatively connected to the at least one water sensor and which is designed such that it generates a control command from at least one predefined water content detected in the temperature control fluid by the at least one water sensor. Such a control command can be, for example, a warning to replace the temperature control fluid or the activation of a water separator. Using the water sensor and the control device, water components present in the temperature control fluid can be determined and, if necessary, measures can be initiated, whereby the risk of current transmission between the individual energy storage cells via the water particles in the temperature control fluid can be estimated / recognized and the service life of the entire energy storage device can also be increased. By limiting the proportion of water present in the temperature control fluid, a dielectric effect of the temperature control fluid can be improved and damage to the energy store, for example due to a short circuit, can be reliably avoided.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Wassersensor im Bereich einer Energiespeicherzelle angeordnet. Hierdurch ist es möglich den Wassergehalt des Temperierfluids am kritischen Ort, nämlich dem Ort eines möglichen Kurzschlusses, zu ermitteln.According to an advantageous development of the invention, the water sensor is arranged in the area of an energy storage cell. This makes it possible to determine the water content of the temperature control fluid at the critical location, namely the location of a possible short circuit.

Zweckmäßig ist die Kontrolleinrichtung derart ausgebildet, dass sie ab einem ersten vordefinierten und von dem zumindest einen Wassersensor im Temperierfluid detektierten Wassergehalt eine Warnmeldung erzeugt, und ab einem zweiten und höheren vordefinierten und von dem zumindest einen Wassersensor im Temperierfluid detektierten Wassergehalt die Energiespeicheranordnung abschaltet oder eine Ventileinrichtung betätigt und einen Wasserabscheider, insbesondere einen Trockner, aktiviert. Ein Abschalten kann beispielsweise durch ein Trennen von einem Stromkreis erfolgen. Hierdurch wird das Kraftfahrzeug stillgelegt, wodurch die Gefahr von Unfällen reduziert werden kann. Das Aktivieren des Wasserabscheiders bzw. des Trockners bewirkt eine Reduzierung des Wassergehalts in dem Temperierfluid und damit eine Reduzierung der Gefahr eines Kurzschlusses.The control device is expediently designed in such a way that it has a water content from a first predefined and detected by the at least one water sensor in the temperature control fluid A warning message is generated, and from a second and higher predefined water content detected by the at least one water sensor in the temperature control fluid, the energy storage arrangement switches off or a valve device is actuated and a water separator, in particular a dryer, is activated. Shutdown can take place, for example, by disconnecting a circuit. As a result, the motor vehicle is shut down, whereby the risk of accidents can be reduced. The activation of the water separator or the dryer causes a reduction in the water content in the temperature control fluid and thus a reduction in the risk of a short circuit.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist in dem Temperierfluidkreislauf eine Filtereinrichtung angeordnet. Eine derartige Filtereinrichtung kann beispielsweise ein Partikelfilter aufweisen. Eine derartige Filtereinrichtung kann somit mithelfen, im Temperierfluid mitgeführte Feststoffpartikel, die zu einer Beschädigung der Pumpe bzw. der Energiespeicherzellen führen können, abzuscheiden bzw. herauszufiltern, wodurch die Lebensdauer der Energiespeicheranordnung ebenfalls gesteigert werden kann.In an advantageous development of the solution according to the invention, a filter device is arranged in the temperature control fluid circuit. Such a filter device can have a particle filter, for example. Such a filter device can thus help to separate or filter out solid particles entrained in the temperature control fluid, which can lead to damage to the pump or the energy storage cells, whereby the service life of the energy storage arrangement can also be increased.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist der Wasserabscheider Bestandteil der Filtereinrichtung. Der Wasserabscheider kann somit üblicher Bestandteil eines Ölfilters sein, sofern das Temperierfluid als Kühlöl ausgebildet ist. Über den Wasserabscheider wird in dem Temperierfluid vorhandenes Wasser abgeschieden bzw. ausgetragen und beispielsweise in einem separaten Wassersammelraum gesammelt.In an advantageous further development of the solution according to the invention, the water separator is part of the filter device. The water separator can thus be a common component of an oil filter, provided the temperature control fluid is designed as a cooling oil. The water present in the temperature control fluid is separated or discharged via the water separator and collected, for example, in a separate water collecting space.

Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Wasserabscheider als Trockner, insbesondere als Kartuschentrockner, ausgebildet ist. Über einen derartigen Trockner wird das Temperierfluid, das heißt im speziellen Fall das Kühlöl, getrocknet, und dadurch der Wasseranteil im Temperierfluid zumindest reduziert. Der Trockner kann dabei in einem Nebenstromkreislauf des Temperierfluidkreislaufes angeordnet sein, um einen Druckverlust in einem für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Energiespeicheranordnung verträglichen Maß halten zu können.Additionally or alternatively, it can also be provided that the water separator is designed as a dryer, in particular as a cartridge dryer. The temperature control fluid, that is to say in the special case the cooling oil, is dried via a dryer of this type, and the water content in the temperature control fluid is at least reduced as a result. The dryer can be arranged in a bypass circuit of the temperature control fluid circuit in order to be able to keep a pressure loss at an acceptable level for proper operation of the energy storage arrangement.

Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Elektro- oder Hybridfahrzeug mit einer solchen Energiespeicheranordnung auszustatten und dadurch die Lebensdauer der Energiespeicheranordnung bzw. des Elektro- oder Hybridfahrzeugs zu steigern, da insbesondere die die elektrische Leitfähigkeit des Temperierfluids erhöhenden Wasserbestandteile erfasst und ggf. entsprechende Maßnahmen ergriffen werden können, bevor es zu einem Kurzschluss kommt.The present invention is further based on the general idea of equipping an electric or hybrid vehicle with such an energy storage arrangement and thereby increasing the service life of the energy storage arrangement or of the electric or hybrid vehicle, since in particular the water constituents that increase the electrical conductivity of the temperature control fluid are recorded and, if necessary, appropriate measures can be taken before a short circuit occurs.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures on the basis of the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference symbols referring to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch,

  • 1 eine erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung mit einem erfindungsgemäßen Wassersensor und einer Kontrolleinrichtung,
  • 2 eine Darstellung wie in 1, mit einem als Trockner ausgebildeten Wasserabscheider,
  • 3 eine Ausführungsform eines Wassersensors,
  • 4 eine mögliche Ausführungsform eines Energiespeichers mit zwei Wassersensoren in einem Ablauf,
  • 5 eine mögliche Ausführungsform eines Energiespeichers mit einem Wassersensor in einem gemeinsamen Ablauf,
  • 6 eine mögliche Ausführungsform eines Energiespeichers mit einem Wassersensor an jeder Energiespeicherzelle.
They show, each schematically,
  • 1 an energy storage arrangement according to the invention with a water sensor according to the invention and a control device,
  • 2 a representation as in 1 , with a water separator designed as a dryer,
  • 3 an embodiment of a water sensor,
  • 4th a possible embodiment of an energy store with two water sensors in one drain,
  • 5 a possible embodiment of an energy store with a water sensor in a common drain,
  • 6th a possible embodiment of an energy store with a water sensor on each energy storage cell.

Entsprechend den 1, 2 sowie 4 bis 6, weist eine erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung 1 für beispielsweise ein Elektro- oder Hybridfahrzeug 2 einen Energiespeicher 3 mit in einem Gehäuse 4 angeordneten Energiespeicherzellen 5 auf. In dem Gehäuse 4 sind dabei gemäß den 1 und 2 der Übersichtlichkeit halber lediglich einige Energiespeicherzellen 5 eingezeichnet. Das Gehäuse 4 besitzt darüber hinaus zumindest einen Zulauf 6 und zumindest einen Ablauf 7 für Temperierfluid 8, welches in einem Temperierfluidkreislauf 9 strömt. Der Temperierfluidkreislauf 9 ist dabei vorzugsweise Bestandteil der Energiespeicheranordnung 1. Über den Zulauf 6 und den Ablauf 7 ist es möglich, die im Gehäuse 4 des Energiespeichers 3 angeordneten Energiespeicherzellen 5 direkt mit Temperierfluid 8 zu beaufschlagen und diese dadurch direkt zu temperieren bzw. zu kühlen. In dem Temperierfluidkreislauf 9 sind nicht nur das Gehäuse 4, sondern zusätzlich auch eine Pumpe 10 sowie ein Wärmeübertrager 11 angeordnet. Über die Pumpe 10, welche beispielsweise als elektrische Pumpe ausgebildet ist, erfolgt eine Förderung des Temperierfluids 8 im Temperierfluidkreislauf 9. Über den Wärmeübertrager 11 kann insbesondere eine Kühlung des Temperierfluids 8 erfolgen.According to the 1 , 2 and 4 to 6, has an energy storage arrangement according to the invention 1 for an electric or hybrid vehicle, for example 2 an energy store 3 with in one housing 4th arranged energy storage cells 5 on. In the case 4th are in accordance with the 1 and 2 For the sake of clarity, only a few energy storage cells 5 drawn. The case 4th also has at least one inlet 6th and at least one process 7th for temperature control fluid 8th , which in a temperature control fluid circuit 9 flows. The temperature control fluid circuit 9 is preferably part of the energy storage arrangement 1 . About the inlet 6th and the process 7th is it possible that in the housing 4th of the energy storage 3 arranged energy storage cells 5 directly with temperature control fluid 8th to act on and thereby to temper or cool them directly. In the temperature control fluid circuit 9 are not just the case 4th , but also a pump 10 as well as a heat exchanger 11 arranged. About the pump 10 , which is designed, for example, as an electric pump, the temperature control fluid is conveyed 8th in the temperature control fluid circuit 9 . Via the heat exchanger 11 can in particular a cooling of the temperature control fluid 8th respectively.

Erfindungsgemäß ist in dem Temperierfluidkreislauf 9 ein Wassersensor 19 zum Ermitteln eines Wassergehalts des Temperierfluids 8 angeordnet. Ebenfalls vorgesehen ist eine Kontrolleinrichtung 20, welche kommunizierend mit dem Wassersensor 19 verbunden ist und welche derart ausgebildet ist, dass sie ab zumindest einem vordefinierten und vom Wassersensor 19 im Temperierfluid 8 detektierten Wassergehalt einen Steuerbefehl erzeugt. Dabei können auch weitere Steuerbefehle abhängig von dem vom Wassersensor 19 ermittelten Wassergehalt vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Kontrolleinrichtung 20 ab einem ersten vordefinierten und vom Wassersensor 19 im Temperierfluid 8 detektierten Wassergehalt eine Warnmeldung erzeugen bzw. anzeigen und ab einem zweiten und im Vergleich zum ersten Wassergehalt höheren, vordefinierten und vom Wassersensor 19 im Temperierfluid 8 detektierten Wassergehalt die Energiespeicheranordnung 1 abschalten oder eine Ventileinrichtung 13' betätigen und einen Wasserabscheider 14, insbesondere einen Trockner 17, aktivieren, um den Wassergehalt in dem Temperierfluid 8 wieder zu senken. Dabei ist denkbar, dass beispielswiese bei Erreichen des vordefinierten ersten Wassergehalts der Wasserabscheider 14, insbesondere der Trockner 17, aktiviert wird, der bis zum Erreichen des vordefinierten ersten Wassergehalts mittels eines Bypasskanals umgangen wird.According to the invention is in the temperature control fluid circuit 9 a water sensor 19th to determine a water content of the temperature control fluid 8th arranged. A control device is also provided 20th which communicates with the water sensor 19th is connected and which is designed such that it starts from at least one predefined and from the water sensor 19th in the temperature control fluid 8th detected water content generates a control command. Further control commands can also be sent depending on the one from the water sensor 19th determined water content be provided. For example, the control device 20th from a first predefined and from the water sensor 19th in the temperature control fluid 8th Detected water content generate or display a warning message and from a second and compared to the first water content higher, predefined and from the water sensor 19th in the temperature control fluid 8th detected water content the energy storage arrangement 1 switch off or a valve device 13 ' operate and a water separator 14th , especially a dryer 17th , activate the water content in the temperature control fluid 8th to lower again. It is conceivable that, for example, when the predefined first water content is reached, the water separator 14th , especially the dryer 17th , is activated, which is bypassed by means of a bypass channel until the predefined first water content is reached.

Der zumindest eine Wassersensor 19 kann dabei im Bereich einer Energiespeicherzelle 5 angeordnet sein, wie dies den 2 und 6 zu entnehmen ist oder beispielsweise im Zulauf 6 (vgl. 1) oder im Ablauf 7 (vgl. 4 bis 6). Der Wassersensor 19 ist vorzugsweise derart konzipiert, dass er in dafür vorgesehene Einstecköffnungen in den Temperierfluidkreislauf 9 eingesteckt und ggf. auch leicht ausgetauscht werden kann. Über einen Kopf 21 (vgl. 3) wird er kommunizierend mit der Kontrolleinrichtung 20 verbunden. Der Kopf 21 ist dabei von einem Deckel 22 abgedeckt.The at least one water sensor 19th can be in the area of an energy storage cell 5 be arranged like this the 2 and 6th can be found or, for example, in the inlet 6th (see. 1 ) or in the process 7th (see. 4th to 6th ). The water sensor 19th is preferably designed in such a way that it can be inserted into the intended insertion openings in the temperature control fluid circuit 9 can be plugged in and easily exchanged if necessary. Over a head 21 (see. 3 ) he is communicating with the control device 20th connected. The head 21 is from a lid 22nd covered.

Darüber hinaus vorgesehen sein kann ein den Wärmeübertrager 11 umgehender Bypass 12, mittels welchem das Temperierfluid 8 um den Wärmeübertrager 11 herum geleitet werden kann, um insbesondere eine unerwünschte Kühlung des Energiespeichers 3 ausschließen zu können. Eine Aufteilung des Temperierfluids 8 zwischen dem Wärmeübertrager 11 und dem Bypass 12 erfolgt dabei über eine Ventileinrichtung 13.In addition, a heat exchanger can be provided 11 immediate bypass 12th , by means of which the temperature control fluid 8th around the heat exchanger 11 can be passed around, in particular to an undesired cooling of the energy store 3 to be able to exclude. A division of the temperature control fluid 8th between the heat exchanger 11 and the bypass 12th takes place via a valve device 13th .

Betrachtet man die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung 1 gemäß der 1, so kann man erkennen, dass in dem Temperierfluidkreislauf 9 eine Filtereinrichtung 16 angeordnet ist, die beispielsweise einen Partikelfilter aufweist oder als solche ausgebildet ist, wobei der Wasserabscheider 14 Bestandteil der Filtereinrichtung 16 sein kann. In diesem Fall kann Wasser 15 über den Wasserabscheider 14 der Filtereinrichtung 16 ausgetragen bzw. abgeschieden werden.If one considers the energy storage arrangement according to the invention 1 according to the 1 , so you can see that in the temperature control fluid circuit 9 a filter device 16 is arranged, which has, for example, a particle filter or is designed as such, wherein the water separator 14th Part of the filter device 16 can be. In this case, water can 15th via the water separator 14th the filter device 16 be discharged or deposited.

Zusätzlich oder alternativ ist es auch denkbar, dass der Wasserabscheider 14 als Trockner 17 ausgebildet ist, wie dies gemäß der 2 dargestellt ist, wobei in diesem Fall der Trockner 17 in einem Nebenstromkreislauf 18 des Temperierfluidkreislaufs 9 angeordnet ist. In diesem Fall kann auf einen Wasserabscheider 14 im Bereich der Filtereinrichtung 16 verzichtet werden. Ein derartiger Trockner 17 kann beispielsweise ein Trocknungsgranulat aufweisen und beispielsweise in der Art eines Kartuschentrockners ausgebildet sein. Eine Aktivierung des Nebenstromkreislaufs 18 kann beispielsweise über eine Ventileinrichtung 13' erfolgen, sofern beispielsweise von zumindest einem Wassersensor 19 ein vordefinierter erster oder zweiter und höherer Wassergehalt ermittelt wird. In diesem Fall kann die Kontrolleinrichtung 20 die Ventileinrichtung 13' betätigen und das Temperierfluid 8 auf den Trockner 17 umleiten.Additionally or alternatively, it is also conceivable that the water separator 14th as a dryer 17th is designed as this according to the 2 is shown, in this case the dryer 17th in a bypass circuit 18th of the temperature control fluid circuit 9 is arranged. In this case, a water separator can be used 14th in the area of the filter device 16 be waived. Such a dryer 17th can, for example, have drying granules and be designed, for example, in the manner of a cartridge dryer. An activation of the bypass circuit 18th can for example via a valve device 13 ' take place, provided, for example, from at least one water sensor 19th a predefined first or second and higher water content is determined. In this case, the control device 20th the valve device 13 ' actuate and the temperature control fluid 8th on the dryer 17th redirect.

Unabhängig von der gewählten Ausführungsform ermöglicht der Wasserabscheider 14 ein Abscheiden bzw. Austragen von Wasseranteilen aus dem Temperierfluid 8, welches beispielsweise als Kühlöl ausgebildet sein kann, und reduziert dadurch die elektrische Leitfähigkeit des Temperierfluids 8, wodurch insbesondere die Gefahr eines Kurzschlusses bzw. eines Brands reduziert werden kann. Über die Filtereinrichtung 16 können darüber hinaus der Verschleiß der Pumpe 10, des Wärmeübertragers 11 und auch ein Verschleiß an den Energiespeicherzellen 5 reduziert werden.Regardless of the selected embodiment, the water separator enables 14th a separation or discharge of water from the temperature control fluid 8th , which can be designed as a cooling oil, for example, and thereby reduces the electrical conductivity of the temperature control fluid 8th , whereby in particular the risk of a short circuit or a fire can be reduced. Via the filter device 16 can also be the wear and tear of the pump 10 , the heat exchanger 11 and also wear and tear on the energy storage cells 5 be reduced.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 2013/0260195 A1 [0003]US 2013/0260195 A1 [0003]

Claims (10)

Energiespeicheranordnung (1) für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug (2), - mit einem Energiespeicher (3) mit in einem Gehäuse (4) angeordneten Energiespeicherzellen (5), - wobei das Gehäuse (4) einen Zulauf (6) und einen Ablauf (7) für Temperierfluid (8) zum direkten Temperieren der Energiespeicherzellen (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, - dass ein Temperierfluidkreislauf (9) vorgesehen ist, in welchem das Gehäuse (4), eine Pumpe (10) zum Fördern des Temperierfluids (8) und ein Wärmeübertrager (11) angeordnet sind, - dass in dem Temperierfluidkreislauf (9) zumindest ein Wassersensor (19) zum Ermitteln eines Wassergehalts in dem Temperierfluid (8) angeordnet ist, - dass eine Kontrolleinrichtung (20) vorgesehen ist, welche kommunizierend mit dem zumindest einen Wassersensor (19) verbunden ist und welche derart ausgebildet ist, dass sie ab zumindest einem vordefinierten und von dem zumindest einen Wassersensor (19) im Temperierfluid (8) detektierten Wassergehalt einen Steuerbefehl erzeugt.Energy storage arrangement (1) for an electric or hybrid vehicle (2), - with an energy storage (3) with energy storage cells (5) arranged in a housing (4), - wherein the housing (4) has an inlet (6) and an outlet ( 7) for temperature control fluid (8) for direct temperature control of the energy storage cells (5), characterized in that a temperature control fluid circuit (9) is provided in which the housing (4), a pump (10) for conveying the temperature control fluid (8) and a heat exchanger (11) are arranged, - that at least one water sensor (19) is arranged in the temperature control fluid circuit (9) for determining a water content in the temperature control fluid (8), - that a control device (20) is provided which communicates with the at least one water sensor (19) is connected and which is designed such that it generates a control command from at least one predefined water content detected by the at least one water sensor (19) in the temperature control fluid (8) ug. Energiespeicheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wassersensor (19) im Bereich einer Energiespeicherzelle (5) angeordnet ist.Energy storage arrangement according to Claim 1 , characterized in that at least one water sensor (19) is arranged in the area of an energy storage cell (5). Energiespeicheranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinrichtung (20) derart ausgebildet ist, dass sie ab - einem ersten vordefinierten und von dem zumindest einen Wassersensor (19) im Temperierfluid (8) detektierten Wassergehalt eine Warnmeldung erzeugt, - einem zweiten und höheren von dem zumindest einen Wassersensor (19) im Temperierfluid (8) detektierten Wassergehalt die Energiespeicheranordnung (1) abschaltet oder eine Ventileinrichtung (13') betätigt und einen Wasserabscheider (14), insbesondere einen Trockner (17) aktiviert.Energy storage arrangement according to Claim 1 or 2 , characterized in that the control device (20) is designed such that it generates a warning message from - a first predefined water content detected by the at least one water sensor (19) in the temperature control fluid (8), - a second and higher from the at least one Water content detected by the water sensor (19) in the temperature control fluid (8) switches off the energy storage arrangement (1) or actuates a valve device (13 ') and activates a water separator (14), in particular a dryer (17). Energiespeicheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Temperierfluidkreislauf (9) eine Filtereinrichtung (16), insbesondere ein Partikelfilter, angeordnet ist.Energy storage arrangement according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that a filter device (16), in particular a particle filter, is arranged in the temperature control fluid circuit (9). Energiespeicheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Temperierfluidkreislauf (9) ein Wasserabscheider (14) zum Abscheiden oder Austragen von Wasser (15) aus dem Temperierfluid (8) angeordnet ist.Energy storage arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a water separator (14) for separating or discharging water (15) from the temperature control fluid (8) is arranged in the temperature control fluid circuit (9). Energiespeicheranordnung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserabscheider (14) Bestandteil der Filtereinrichtung (16) ist.Energy storage arrangement according to Claim 4 and 5 , characterized in that the water separator (14) is part of the filter device (16). Energiespeicheranordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserabscheider (14) als Trockner (17) ausgebildet ist.Energy storage arrangement according to Claim 5 or 6th , characterized in that the water separator (14) is designed as a dryer (17). Energiespeicheranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockner (17) in einem Nebenstromkreislauf (18) des Temperierfluidkreislaufs (9) angeordnet ist.Energy storage arrangement according to Claim 7 , characterized in that the dryer (17) is arranged in a bypass circuit (18) of the temperature control fluid circuit (9). Energiespeicheranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassersensor im Bereich des Zulaufs (6) und/oder des Ablaufs (7) angeordnet ist.Energy storage arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the water sensor is arranged in the area of the inlet (6) and / or the outlet (7). Elektro- oder Hybridfahrzeug (2) mit einer Energiespeicheranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Electric or hybrid vehicle (2) with an energy storage arrangement (1) according to one of the preceding claims.
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