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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leckagedetektionsvorrichtung für einen Kühlkreislauf mit einer Kühlflüssigkeit, ein Batteriekühlsystem, eine Batterieanordnung sowie ein Verfahren zur Detektion einer Leckage eines Kühlkreislaufs mit einer Kühlflüssigkeit.
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Bei Kühlkreisläufen, die mit einer Kühlflüssigkeit arbeiten, um ein elektrisches System, beispielsweise eine Batterie, zu kühlen, können Leckagen im Kühlkreislauf und entsprechend austretende Kühlflüssigkeit zur Beschädigung des Systems führen.
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Um die Auswirkungen abzumildern, können beispielsweise das elektronische System und der Kühlkreislauf beziehungsweise das Kühlmedium räumlich voneinander getrennt werden. Außerdem sind Ablaufvorrichtungen für austretende Kühlflüssigkeit bekannt. Diese Ansätze haben jedoch den Nachteil, dass eine Leckage nicht zuverlässig detektiert oder lokalisiert werden kann und bieten darüber hinaus nur eine geringe Sicherheit.
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Eine andere Möglichkeit ist es, Feuchtigkeitssensoren zur Leckagedetektion einzusetzen. Diese sind jedoch relativ träge und können zu falsch-positiven Detektionen führen, beispielsweise im Fall unkritischer Betauung oder Kondensation von Luftfeuchtigkeit.
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Außerdem können Drucksensoren im Kühlsystem selbst vorgesehen werden, um von einem Druckabfall entsprechend auf eine Leckage zu schließen. Dadurch ist jedoch ebenfalls keine örtliche Eingrenzung der Leckage möglich. Insbesondere kann nicht unterschieden werden, ob die Leckage beziehungsweise das ausgetretene Kühlmedium sich in einem kritischen Bereich befindet oder nicht, beispielsweise innerhalb oder außerhalb des Batteriebereichs. Dementsprechend kommt es auch hier zu falsch-positiven Detektionen.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept zur Detektion einer Leckage eines Kühlkreislaufs mit einer Kühlflüssigkeit anzugeben, durch das die Sicherheit erhöht werden kann und/oder durch das das Risiko für falsch-positive Detektionen verringert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das verbesserte Konzept beruht auf der Idee, eine Absorptionskomponente vorzusehen, die zum einen ein Absorptionsmittel zum Binden ausgetretener Kühlflüssigkeit aufweist und zum anderen einen Indikator, dessen Zustand sich bei Kontakt mit der Kühlflüssigkeit verändert. Die Zustandsveränderung wird dann detektiert, um die Leckage zu detektieren.
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Gemäß dem verbesserten Konzept wird eine Leckagedetektionsvorrichtung für einen Kühlkreislauf mit einer Kühlflüssigkeit angegeben. Die Leckagedetektionsvorrichtung weist eine Absorptionskomponente mit einem Absorptionsmittel zum Binden von aus dem Kühlkreislauf ausgetretener Kühlflüssigkeit auf. Die Absorptionskomponente enthält einen Indikator, wobei sich ein Zustand des Indikators bei Kontakt mit der Kühlflüssigkeit verändert. Die Leckagedetektionsvorrichtung enthält einen Sensor, der dazu eingerichtet ist, die Veränderung des Zustands des Indikators zu detektieren.
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Das Absorptionsmittel weist insbesondere einen Gegenstand oder Körper auf, der absorbierendes Material enthält oder aus diesem besteht. Das absorbierende Material kann das ausgetretene Kühlmittel aufnehmen und binden.
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Insbesondere ist das absorbierende Material beziehungsweise das Absorptionsmittel derart ausgestaltet, dass es Kühlflüssigkeit mit einem Gesamtvolumen aufnehmen und binden kann, das mindestens einem ursprünglichen Eigenvolumen des absorbierenden Materials entspricht, insbesondere ohne die Kühlflüssigkeit dabei chemisch zu verändern. Das ursprüngliche Eigenvolumen des absorbierenden Materials entspricht dabei einem Volumen des absorbierenden Materials vor der Aufnahme von Kühlflüssigkeit, also insbesondere im trockenen Zustand.
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Das Binden der Kühlflüssigkeit durch das Absorptionsmittel kann insbesondere derart verstanden werden, dass die gebundene Kühlflüssigkeit räumlich in oder an dem Absorptionsmittel festgehalten und so gebunden wird.
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Der Sensor der Leckagedetektionsvorrichtung befindet sich insbesondere außerhalb der Absorptionskomponente, ist also separat von der Absorptionskomponente angeordnet.
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Bei dem Zustand des Indikators, der sich bei Kontakt mit der Kühlflüssigkeit verändert, handelt es sich also um einen Zustand, der durch den Sensor von außerhalb der Absorptionskomponente und insbesondere von außerhalb des Absorptionsmittels und außerhalb des Indikators detektiert werden kann.
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Dass sich der Zustand des Indikators unter Kontakt mit der Kühlflüssigkeit verändert, kann derart verstanden werden, dass der Indikator oder ein Bestandteil des Indikators physikalisch und/oder chemisch mit der Kühlflüssigkeit reagiert, beispielsweise unter Bildung eines Reaktionsprodukts. Das Reaktionsprodukt kann beispielsweise durch den Sensor detektiert werden.
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Eine andere Möglichkeit ist, dass der Indikator wenigstens zwei verschiedene elektrische und/oder mechanische Zustände einnehmen kann, der bei Kontakt mit der Kontaktflüssigkeit verändert wird. Beispielsweise kann durch den Kontakt mit der Kontaktflüssigkeit ein elektrischer Kurzschluss in dem Indikator erzeugt werden. Abhängig von dem Kurzschluss kann beispielsweise ein akustisches, optisches oder sonstiges Signal von dem Indikator ausgesendet werden und mittels des Detektors detektiert werden.
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Der Zustand des Indikators kann also beispielsweise einem chemischen, physikalischen, elektrischen und/oder mechanischen Zustand entsprechen.
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Die Leckagedetektionsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept kombiniert das Binden der ausgetretenen Kühlflüssigkeit mittels des Absorptionsmittels mit dem Detektieren der Zustandsveränderung des Indikators als Hinweis auf das Vorliegen einer Leckage. Dadurch wird zum einen die Sicherheit erhöht, indem ausgetretene Kühlflüssigkeit örtlich gebunden wird und zum anderen, indem die Zustandsveränderung des Indikators als zuverlässiger Hinweis auf die Leckage interpretiert werden kann.
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Durch die räumliche Positionierung des Sensors bezüglich der Absorptionskomponente beziehungsweise bezüglich des Indikators kann zudem eine räumliche Eingrenzung der Leckage erfolgen. Befinden sich die Absorptionskomponente und der Sensor beispielsweise in einem abgeschlossenen oder abgetrennten räumlichen Bereich, so kann bei Detektion der Zustandsveränderung des Indikators durch den Sensor darauf geschlossen werden, dass die Leckage beziehungsweise die Kühlflüssigkeit in dem jeweiligen Bereich vorliegt.
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Durch die räumliche Eingrenzung sowie durch die Interpretation der Zustandsveränderung des Indikators als Hinweis auf das Vorliegen der Leckage können falsch-positive Detektionen reduziert werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei der Kühlflüssigkeit um Wasser beziehungsweise die Kühlflüssigkeit enthält Wasser. Mit anderen Worten ändert sich der Zustand des Indikators bei Kontakt mit Wasser.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Indikator dazu eingerichtet beziehungsweise derart ausgestaltet, dass der Indikator bei Kontakt mit der Kühlflüssigkeit ein messbares Signal und/oder eine detektierbare Substanz erzeugt, wobei der Sensor dazu eingerichtet beziehungsweise ausgestaltet ist, das Signal beziehungsweise die Substanz zu detektieren.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Kühlkreislauf um den Kühlkreislauf eines Batteriekühlsystems, insbesondere für eine Batterie eines zumindest teilweise elektrisch betreibbaren Kraftfahrzeugs.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält die Leckagedetektionsvorrichtung eine Steuereinheit, die mit dem Sensor gekoppelt ist. Der Sensor ist dazu eingerichtet, abhängig von der Veränderung des Zustands des Indikators ein Sensorsignal zu erzeugen und an die Steuereinheit zu übermitteln.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform leitet die Steuereinheit abhängig von dem Sensorsignal eine risikoreduzierende Maßnahme und/oder eine Warnmaßnahme ein.
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Beispielsweise kann die Steuereinheit die Deaktivierung eines mittels des Kühlkreislaufs zu kühlenden elektrischen Systems, beispielsweise der Batterie, abhängig von dem Sensorsignal einleiten und/oder ein Warnsignal abhängig von dem Sensorsignal erzeugen und ausgeben.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform reagiert der Indikator bei Kontakt mit der Kühlflüssigkeit chemisch mit der Kühlflüssigkeit unter Bildung eines Reaktionsprodukts. Der Sensor ist dazu eingerichtet, das Reaktionsprodukt zu detektieren.
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Die chemische Reaktion entspricht dabei der Veränderung des Zustands des Indikators. Mit anderen Worten entspricht die Zustandsveränderung des Indikators dem wenigstens teilweisen Überführen eines Teils oder Bestandteils des Indikators oder des gesamten Indikators in das Reaktionsprodukt und gegebenenfalls weitere Reaktionsprodukte.
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In solchen Ausführungsformen können Kühlflüssigkeit und Indikator mit Vorteil derart aufeinander abgestimmt werden, dass eine eindeutige chemische Reaktion und ein eindeutiges und zuverlässig messbares Reaktionsprodukt entsteht, sodass weniger falsch-positive Detektionen der Leckage resultieren.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält das Reaktionsprodukt ein Gas.
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Mit anderen Worten reagiert der Indikator bei Kontakt mit der Kühlflüssigkeit unter Bildung des Gases chemisch mit der Kühlflüssigkeit und der Sensor ist dazu eingerichtet, das Gas zu detektieren.
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Insbesondere ist der Indikator derart an die Kühlflüssigkeit angepasst, dass das resultierende Gas leichter ist als Luft und insbesondere aus der Absorptionskomponente austreten kann, um von dem bezüglich der Absorptionskomponente entsprechend angeordneten Gassensor detektiert zu werden.
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In solchen Ausführungsformen kann der Indikator beispielsweise ein chlorhaltiges Granulat, beispielsweise mit Natriumdichlorisocyanorat, beinhalten. Das Granulat reagiert bei Kontakt mit Wasser unter Bildung von gasförmigem Chlor, welches von dem Sensor detektiert werden kann.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält der Indikator ein Alkalimetall, beispielsweise Kalzium, Natrium oder Kalium. Unter Kontakt mit Wasser als Kühlflüssigkeit reagiert das Alkalimetall unter Bildung von gasförmigem Wasserstoff, der durch den Sensor detektiert werden kann.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält der Indikator eine Kalziumverbindung, beispielsweise Kalziumkarbid. Bei Kontakt mit Wasser reagiert das Kalziumkarbid unter Bildung von gasförmigem Ethin, welches mittels des Sensors detektiert werden kann.
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Insbesondere kann die Anordnung des Sensors bezüglich der Absorptionskomponente derart gewählt werden, dass bereits geringe Mengen an gasförmigen Reaktionsprodukten mittels des Sensors detektierbar sind, um bei entsprechenden Gasen die Gefahr einer Entzündung oder Explosion zu reduzieren.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Leckagedetektionsvorrichtung ein Gasführungselement auf, um das Gas zu dem Sensor zu leiten.
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Insbesondere ist das Gasführungselement derart angeordnet, dass aus der Absorptionskomponente austretendes Gas aufgefangen und zu dem Sensor geführt wird. Dadurch ist eine geringere Gaskonzentration erforderlich, um von dem Sensor detektiert zu werden. Dadurch können als Reaktionsprodukte potentiell entflammbare oder explosive Gase mit geringerem Risiko verwendet werden.
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Beispielsweise kann das Gasführungselement als Haube oder trichterförmige Komponente ausgestaltet sein, die eine erste Öffnung aufweist, die der Absorptionskomponente zugewendet ist und eine dem Sensor zugewandte zweite Öffnung. Dabei verjüngt sich das Gasführungselement von der ersten Öffnung hin zur zweiten Öffnung.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Indikator derart in oder an dem Absorptionsmittel angeordnet, dass er dann in Kontakt mit der Kühlflüssigkeit gerät, und insbesondere nur dann in Kontakt mit der Kühlflüssigkeit gerät, wenn das Absorptionsmittel eine vorgegebene Mindestmenge der Kühlflüssigkeit bindet oder absorbiert hat.
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Die Mindestmenge ist dabei insbesondere vorgebbar durch die Anordnung des Indikators innerhalb beziehungsweise an dem Absorptionsmittel, die Zusammensetzung des Absorptionsmittels, die Positionierung der Absorptionskomponente und so weiter.
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Dadurch wird zum Beispiel verhindert, dass bei geringen Mengen an Wasser, die beispielsweise durch normale Kondensation von Luftfeuchtigkeit entstehen kann, fälschlicherweise auf eine Leckage geschlossen wird. Mit anderen Worten wird das Risiko falsch-positiver Detektionen weiter reduziert.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Indikator in das Absorptionsmittel eingebettet und/oder von diesem vollständig umschlossen.
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Das Absorptionsmittel dient mit anderen Worten als Docht, der die ausgetretene Kühlflüssigkeit zu dem Indikator transportiert.
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Erst wenn ausreichend Kühlflüssigkeit durch das Absorptionsmittel gebunden ist, gerät die Kühlflüssigkeit daher in Kontakt mit dem Indikator und führt zu der Zustandsveränderung des Indikators.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält das Absorptionsmittel ein polares Polymer, beispielsweise Zellulose, Gelatine, Polyacrylamid, Polyvenylpyrolidon oder Amylopektin.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält das Absorptionsmittel ein Copolymer, insbesondere ein Copolymer mit Acrylamid, beispielsweise ein Copolymer aus Acrylamid und Acrylsäure oder aus Acrylamid und einem Acrylat, beispielsweise Natriumacrylat.
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Solche Copolymere werden auch als Superabsorber bezeichnet, da sie ein Vielfaches des ursprünglichen Eigenvolumens an Flüssigkeit, insbesondere Wasser, absorbieren können.
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Durch Verwendung des polaren Polymers und/oder Copolymers wird eine besonders hohe Absorptionskapazität des Absorptionsmittels erreicht, was zum einen bereits durch die erhöhte Absorptionskapazität selbst zur erhöhten Sicherheit beiträgt und es zum anderen ermöglicht, die Mindestmenge an Kühlflüssigkeit bis zum Kontakt der Kühlflüssigkeit mit dem Indikator genauer einzustellen.
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Zudem kann der Indikator in Polymere beziehungsweise Copolymere besonders einfach eingebettet werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform bildet das Absorptionsmittel, insbesondere das polare Polymer oder das Copolymer, bei Kontakt mit Wasser ein Hydrogel.
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Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein Batteriekühlsystem angegeben. Das Batteriekühlsystem weist einen Kühlkreislauf mit einer Kühlflüssigkeit auf sowie eine Leckagedetektionsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Batteriekühlsystem als Batteriesystem für eine oder mehrere Batterien eines wenigstens teilweise elektrisch betreibbaren Kraftfahrzeugs ausgestaltet.
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Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch eine Batterieanordnung mit einer oder mehreren Batterien und einem Batteriekühlsystem nach dem verbesserten Konzept angegeben.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält die Batterieanordnung ein Batteriegehäuse, in dem die Leckagedetektionsvorrichtung, insbesondere die Absorptionskomponente, angeordnet ist.
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Das Batteriegehäuse kann beispielsweise einen abgeschlossenen Gehäuseteil enthalten, in dem die Absorptionskomponente angeordnet ist.
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Dadurch wird eine räumliche Lokalisierung einer potentiellen Leckage vereinfacht.
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Die Batterieanordnung kann auch mehrere Batteriegehäuse oder mehrere abgeschlossene Gehäuseteile aufweisen, wobei sich in jedem Batteriegehäuse beziehungsweise abgeschlossenem Gehäuseteil eine Absorptionskomponente einer entsprechenden Leckagedetektionsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept befindet.
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Dabei kann jede Leckagedetektionsvorrichtung einen eigenen Sensor zum Detektieren der Zustandsveränderung des jeweiligen Indikators aufweisen oder mehrere Leckagedetektionsvorrichtungen können sich einen Sensor teilen.
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Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein wenigstens zum Teil elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, angegeben. Das Kraftfahrzeug weist eine Leckagedetektionsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept oder ein Batteriekühlsystem nach dem verbesserten Konzept oder eine Batterieanordnung nach dem verbesserten Konzept auf.
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Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein Verfahren zur Detektion einer Leckage eines Kühlkreislaufs mit einer Kühlflüssigkeit angegeben. Dabei wird aus dem Kühlkreislauf ausgetretene Kühlflüssigkeit mittels eines Absorptionsmittels gebunden. Die von dem Absorptionsmittel gebundene Kühlflüssigkeit wird mit einem Indikator in Kontakt gebracht, wobei sich ein Zustand des Indikators bei Kontakt mit der Kühlflüssigkeit verändert. Die Veränderung des Zustands des Indikators wird, insbesondere mittels eines Sensors, detektiert.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Indikator dann in Kontakt mit der Kühlflüssigkeit gebracht, und insbesondere nur dann in Kontakt mit der Kühlflüssigkeit gebracht, wenn das Absorptionsmittel eine vorgegebene Mindestmenge der Kühlflüssigkeit bindet oder absorbiert hat.
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Weitere Ausgestaltungsformen des Verfahrens nach dem verbesserten Konzept ergeben sich unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungsformen der Leckagedetektionsvorrichtung, des Batteriekühlsystems sowie der Batterieanordnung nach dem verbesserten Konzept und jeweils umgekehrt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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In den Figuren zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Batteriekühlsystems nach dem verbesserten Konzept;
- 2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Leckagedetektionsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept; und
- 3 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Leckagedetektionsvorrichtung nach dem verbesserten Konzept.
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1 zeigt ein Diagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Batteriekühlsystems 11 nach dem verbesserten Konzept, das eine beispielhafte Ausführungsform einer Leckagedetektionsvorrichtung 1 nach dem verbesserten Konzept enthält.
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Außerdem enthält das Batteriekühlsystem 11 einen Kühlkreislauf 2 mit einer Kühlflüssigkeit, beispielsweise Wasser. Der Kühlkreislauf 2 dient zur Kühlung einer Batterie 3.
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Die Batterie 3, die Leckagedetektionsvorrichtung 1 sowie wenigstens teilweise der Kühlkreislauf 2 sind innerhalb eines Gehäuses 9 mit einem Gehäuseunterteil oder einer Bodenplatte 10 angeordnet.
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Die Leckagedetektionsvorrichtung 1 weist eine Absorptionskomponente 4 mit einem Absorptionsmittel 5 sowie mit einem Indikator 6 auf, der an oder in dem Absorptionsmittel 5 angeordnet ist.
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Die Leckagedetektionsvorrichtung 1 weist außerdem einen Sensor 7 auf, der außerhalb der Absorptionskomponente 4 liegt und eine Steuereinheit 8, die mit dem Sensor 7 verbunden ist.
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Tritt Kühlflüssigkeit aus dem Kühlkreislauf 2 aus, so kann die Kühlflüssigkeit von dem Absorptionsmittel 5 absorbiert und gebunden werden. Ist eine ausreichende Menge an Kühlflüssigkeit von dem Absorptionsmittel 5 gebunden, so gerät die Kühlflüssigkeit in Kontakt mit dem Indikator 6.
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Der Indikator 6 ist derart ausgestaltet, dass sich ein Zustand des Indikators bei Kontakt mit der Kühlflüssigkeit verändert. Die Veränderung des Zustands des Indikators kann durch den Sensor 7 detektiert werden, der basierend darauf ein Sensorsignal erzeugt und an die Steuereinheit 8 überträgt.
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Die Steuereinheit 8 kann abhängig von dem Sensorsignal eine risikoreduzierende Maßnahme einleiten und/oder ein Warnsignal ausgeben.
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In 2 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Leckagedetektionsvorrichtung 1 nach dem verbesserten Konzept dargestellt. Die Leckagedetektionsvorrichtung 1 basiert beispielsweise auf der Leckagedetektionsvorrichtung 1 gemäß 1. In 2 sind der Kühlkreislauf 2 sowie die Batterie 3 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt und es ist lediglich die Bodenplatte 10 des Gehäuses 9 dargestellt.
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In der Ausführungsform, wie sie in 2 gezeigt ist, ist das Absorptionsmittel 5 als Körper ausgebildet, der ein polares Polymer oder ein Copolymer, insbesondere ein Copolymer mit Acrylamid, enthält. Insbesondere enthält das Absorptionsmittel 5 einen sogenannten Superabsorber.
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Der Indikator 6 ist in dieser Ausführungsform in das Absorptionsmittel 5 eingebettet.
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Durch diese Konstruktion wird erreicht, dass der Indikator 6 erst dann in Kontakt mit der ausgetretenen Kühlflüssigkeit tritt, wenn eine vorgegebene Mindestmenge an Kühlflüssigkeit von dem Absorptionsmittel 5 aufgenommen wurde. Die Mindestmenge kann beispielsweise durch die Position des Indikators 6 innerhalb des Absorptionsmittels 5 beziehungsweise die Größe oder das Volumen des Absorptionsmittels 5 eingestellt werden.
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Ist die Mindestmenge an ausgetretener Kühlflüssigkeit von dem Absorptionsmittel 5 aufgenommen worden, so gerät der Indikator 6 in Kontakt mit der Kühlflüssigkeit und reagiert mit der Kühlflüssigkeit chemisch unter Bildung eines insbesondere gasförmigen Reaktionsprodukts 12.
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Das Reaktionsprodukt 12 tritt durch das Absorptionsmittel 5 hindurch und verlässt die Absorptionskomponente 4. Teile des Reaktionsprodukts 12 können auf diese Weise den Sensor 7 erreichen und von diesem detektiert werden.
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In 3 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Leckagedetektionsvorrichtung 1 schematisch dargestellt, die auf der Leckagedetektionsvorrichtung 1 gemäß 2 basiert.
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Die Leckagedetektionsvorrichtung 1 gemäß 3 weist außerdem ein Gasführungselement 13 auf, das bezüglich der Absorptionskomponente 4 und dem Sensor 7 derart angeordnet ist, dass das Reaktionsprodukt 12 effizient von der Absorptionskomponente 4 in Richtung des Sensors 7 geleitet wird.
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Gemäß dem verbesserten Konzept wird, wie beschrieben, eine höhere Sicherheit bei der Detektion von Leckagen eines Kühlkreislaufs mit einer Kühlflüssigkeit erzielt sowie ein geringeres Risiko für falsch-positive Detektionen.
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In verschiedenen Ausführungsformen wird insbesondere ein Absorber oder ein Superabsorber eingesetzt, der einen wasserauslösbaren chemischen Indikator enthält, dessen Reaktionsprodukt mit dem Wasser mit dem Sensor ausgelesen werden kann.
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Der Absorber nimmt das flüssige Wasser auf und stellt damit eine Bindung des Risikos dar. Gleichzeitig dient er als Docht für den chemischen Indikator, um dessen Auslösen mit einer definierbaren Menge Wasser sicherzustellen.
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Die Leckage kann durch den Sensor gemäß dem verbesserten Konzept sicher erkannt werden und Fehlauslösungen aufgrund von Betauungen oder erhöhter Luftfeuchtigkeit können vermieden werden.
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Insbesondere bei Kühlsystemen mit leitfähiger Kühlflüssigkeit innerhalb des Hochvolt-Bauraums wenigstens teilweise batteriebetriebener Kraftfahrzeuge können durch das verbesserte Konzept Lichtbögen, Isolationsfehler und Zellversagen durch frühzeitige und sichere Detektion einer Leckage vermieden werden.
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Nach dem verbesserten Konzept werden mit Vorteil die Systemabsicherung zur Kontrolle des Fehlers durch Binden der Kühlflüssigkeit und die Funktionale Überwachung durch die Detektion der Leckage kombiniert, um die Sicherheit möglichst zu erhöhen.
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Das Absorptionsmittel wird insbesondere an Stellen montiert, in denen sich die frei werdende Kühlflüssigkeit sammeln kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leckagedetektionsvorrichtung
- 2
- Kühlkreislauf
- 3
- Batterie
- 4
- Absorptionskomponente
- 5
- Absorptionsmittel
- 6
- Indikator
- 7
- Sensor
- 8
- Steuereinheit
- 9
- Gehäuse
- 10
- Bodenplatte
- 11
- Batteriekühlsystem
- 12
- Reaktionsprodukt
- 13
- Gasführungselement
