DE102020209925A1 - Kühlanordnung für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zur Kühlung einer Batterie eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Kühlanordnung für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zur Kühlung einer Batterie eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Um eine Kühlanordnung für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines batterieelektrisches Fahrzeugs, bereitzustellen, mit welcher die Überhitzung eines Kälte- oder Kühlmittels zur Kühlung der Batterie verhindert wird, und welche hinsichtlich der Kühlleistung nicht überdimensioniert ist, wird bei einer Kühlanordnung (100) für eine Batterie (10) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines batterieelektrischen Fahrzeugs, wobei die Batterie (10) eine Vielzahl von Batteriezellen (11) umfasst, wobei die Kühlanordnung (100) mindestens einen ersten Kühlstrang (12) und einen zweiten Kühlstrang (13) umfasst, wobei der erste Kühlstrang (12) und der zweite Kühlstrang (13) fluidisch voneinander getrennt sind, wobei der erste Kühlstrang (12) und der zweite Kühlstrang (13) jeweils mindestens ein Absperrmittel (16) umfassen, vorgeschlagen, dass mindestens eine Batteriezelle (11) in einem thermischen Kontakt mit dem ersten Kühlstrang (12) und dem zweiten Kühlstrang (13) steht.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlanordnung für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines batterieelektrischen Fahrzeugs, wobei die Batterie eine Vielzahl von Batteriezellen umfasst, wobei die Kühlanordnung mindestens einen ersten Kühlstrang und einen zweiten Kühlstrang umfasst, wobei der erste Kühlstrang und der zweite Kühlstrang fluidisch voneinander getrennt sind, wobei der ersten Kühlstrang und der zweite Kühlstrang jeweils mindestens ein Absperrmittel umfassen.
  • Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Kühlung einer Batterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines batterieelektrischen Fahrzeugs, umfassend eine Kühlanordnung.
  • Die Batterien von batterieelektrischen Fahrzeugen müssen in den verschiedenen Betriebsmodi des Fahrzeugs gekühlt werden. So ist es erforderlich, die Batterie während des normalen Fahrbetriebs des Fahrzeugs vor einer Überhitzung zu schützen. Darüber hinaus muss die in einem Ladebetrieb der Batterie des Fahrzeugs entstehende Abwärme abgeführt werden. Bei extremen Anforderungen an die Kühlung, wie beispielsweise in einem Schnellladebetrieb oder wenn der Fahrgastraum parallel zu der Batterie des Fahrzeugs gekühlt werden muss, kann das Kältemittel in bekannten Kühlanordnungen überhitzen. Diese Überhitzung kann unter anderem zu Temperaturinhomogenitäten in der Batterie führen, was dauerhaft zu einem Schaden der Batterie führen kann. Insbesondere bei Ladeleistungen für Batterien von batterieelektrischen Fahrzeugen von mehr als 50 kW, beispielsweise von mehr als 100 kW oder mehr als 150 kW, tritt das Problem der Überhitzung des Kältemittels besonders auf.
  • Aus der US 2019/0181518 A1 ist eine Kühlanordnung für eine Batterieanordnung, insbesondere für eine Hochspannungsspeichereinheit, eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs bekannt. Die Kühlanordnung weist mehrere Kühlleitungen auf, durch welche ein Kühl- oder Kältemittel geführt wird. Die Kühlanordnung weist mindestens zwei unabhängige Kühlelemente auf, welche auf gegenüberliegenden Seiten einer Batterie angeordnet sind und welche individuell mit einem Kühl- oder Kältemittel versorgt werden. Absperrventile sind den einzelnen Kühlelementen zugeordnet.
  • Aus der CN 107298001 A ist ein Thermomanagementsystem für ein rein elektrisch angetriebenes Fahrzeug bekannt. Das Thermomanagementsystem umfasst einen Kältemittelkreislauf für die Batterie sowie einen Kühlmittelkreislauf für die Batterie.
  • Bei den bekannten Kühlanordnungen, welche voneinander unabhängige Kühlelemente aufweisen, die jeweils verschiedenen Batteriemodulen zugeordnet sind, kann es zu einer großen Temperaturspreizung zwischen den Modulen kommen. Ferner sind Kühlanordnungen mit mehreren Kühlsträngen meist überdimensioniert, da diese für die maximale Kühlleistung ausgelegt sind, welche im normalen Fahrbetrieb nicht abgerufen wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlanordnung für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines batterieelektrisches Fahrzeugs, bereitzustellen, mit welcher die Überhitzung eines Kälte- oder Kühlmittels zur Kühlung der Batterie verhindert wird, und welche hinsichtlich der Kühlleistung nicht überdimensioniert ist.
  • Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird eine Kühlanordnung für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines batterieelektrischen Fahrzeugs, wobei die Batterie eine Vielzahl von Batteriezellen umfasst, wobei die Kühlanordnung mindestens einen ersten Kühlstrang und einen zweiten Kühlstrang umfasst, wobei der erste Kühlstrang und der zweite Kühlstrang fluidisch voneinander getrennt sind, wobei der erste Kühlstrang und der zweite Kühlstrang jeweils mindestens ein Absperrmittel umfassen, vorgeschlagen, wobei ferner vorgesehen ist, dass mindestens eine Batteriezelle in einem thermischen Kontakt mit dem ersten Kühlstrang und dem zweiten Kühlstrang steht.
  • Die Kühlanordnung kann insbesondere die Batterie des Kraftfahrzeugs umfassen. Die Batterie kann eine Hochspannungsbatterie sein. Das Kraftfahrzeug kann ein batterieelektrisches Fahrzeug oder ein Hybridelektrokraftfahrzeug sein.
  • Der erste Kühlstrang kann mindestens eine Kühlleitung umfassen. Ebenso kann der zweite Kühlstrang mindestens eine Kühlleitung umfassen.
  • Der erste Kühlstrang und der zweite Kühlstrang umfassen jeweils mindestens ein Absperrmittel, wobei das Absperrmittel beispielsweise in einer Kühlleitung oder in einer Zuleitung oder in einer Rückleitung des jeweiligen Kühlstrangs angeordnet sein kann. Das Absperrmittel kann bevorzugt als ein Absperrventil ausgebildet sein. Durch Schalten der Absperrmittel, insbesondere der Absperrventile, können die einzelnen Kühlstränge geschaltet, insbesondere geöffnet und geschlossen werden.
  • In den einzelnen Kühlsträngen, insbesondere in den Kühlleitungen des ersten Kühlstrangs und/oder des zweiten Kühlstrangs, zirkuliert ein Kältemittel und/oder ein Kühlmittel. Bevorzugt zirkuliert in dem ersten Kühlstrang und in dem zweiten Kühlstrang, insbesondere in den Kühlleitungen des ersten Kühlstrangs beziehungsweise den Kühlleitungen des zweiten Kühlstrangs, ein Kältemittel.
  • Der erste Kühlstrang und der zweite Kühlstrang sind fluidisch voneinander getrennt, das heißt, dass ein Kühl- oder Kältemittel im ersten Kühlstrang nicht direkt in den zweiten Kühlstrang gelangen kann oder umgekehrt. Jedoch können der erste Kühlstrang und der zweite Kühlstrang an einen Kältekreislauf des Kraftfahrzeugs, insbesondere des batterieelektrischen Fahrzeugs, angeschlossen sein. Bevorzugt können sich dann die Kühl- oder Kältemittel aus dem ersten Kühlstrang und dem zweiten Kühlstrang im Kältekreislauf mischen.
  • Unter einem Betreiben eines Kühlstrangs wird verstanden, dass das dem Kühlstrang zugeordnete Absperrmittel, insbesondere das Absperrventil, geöffnet ist, und dass ein Kälte- oder Kühlmittel durch den Kühlstrang, insbesondere durch eine Kühlleitung des Kühlstrangs, geleitet wird.
  • Unter einem thermischen Kontakt zwischen einer Batteriezelle und dem ersten Kühlstrang und dem zweiten Kühlstrang wird ein, bevorzugt physischer, Kontakt verstanden, über welchen thermische Energie, insbesondere Abwärme der Batterie, weiter insbesondere der Batteriezelle, auf den ersten Kühlstrang beziehungsweise den zweiten Kühlstrang und insbesondere auf das Kälte- oder Kühlmittel in Kühlleitungen des ersten Kühlstrangs beziehungsweise des zweiten Kühlstrangs übertragen werden kann.
  • Die Batteriezellen können in Batteriemodulen zusammengefasst oder gruppiert sein. In diesem Fall steht mindestens ein Batteriemodul der Batterie in einem thermischen Kontakt mit dem ersten Kühlstrang und dem zweiten Kühlstrang.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens eine Batteriezelle, bevorzugt mindestens ein Batteriemodul, der Batterie in einem thermischen Kontakt mit dem ersten Kühlstrang und dem zweiten Kühlstrang steht.
  • Der gleichzeitige thermische Kontakt mindestens einer Batteriezelle oder mindestens eines Batteriemoduls mit dem ersten Kühlstrang und dem zweiten Kühlstrang hat den Vorteil, dass die mindestens eine Batteriezelle, bevorzugt das mindestens eine Batteriemodul, je nach Bedarf an Kühlleistung für die Batterie entweder durch Betrieb nur eines der Kühlstränge, beispielsweise des ersten Kühlstrangs, oder durch Betrieb beider Kühlstränge, das heißt des ersten Kühlstrangs und des zweiten Kühlstrangs, gekühlt werden kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn in einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs nur eine vergleichsweise geringe Kühlleistung benötigt wird. In diesem Fall kann die mindestens eine Batteriezelle, bevorzugt das mindestens eine Batteriemodul durch Betrieb nur eines Kühlstrangs, beispielsweise des ersten Kühlstrangs, gekühlt werden. Fällt ein erhöhter Bedarf an Kühlleistung an, so kann der zweite Kühlstrang durch Schalten des Absperrmittels im zweiten Kühlstrang zugeschaltet werden, sodass die mindestens eine Batteriezelle, bevorzugt das mindestens eine Batteriemodul, sowohl mittels des ersten Kühlstrangs als auch des zweiten Kühlstrangs gekühlt werden kann. Ist die Nennkühlleistung des zweiten Kühlstrangs für den erhöhten Bedarf ausreichend, so kann alternativ der erste Kühlstrang bei einem Auftreten des erhöhten Kühlbedarfs durch Schließen des Absperrmittels im ersten Kühlstrang geschlossen werden und der zweite Kühlstrang kann durch Schalten des Absperrmittels im zweiten Kühlstrang geöffnet werden, so dass nur der zweite Kühlstrang die erhöhte Kühlleistung bereitstellt.
  • Mit Vorteil kann vorgesehen sein, dass jede Batteriezelle in einem thermischen Kontakt mit dem ersten Kühlstrang und dem zweiten Kühlstrang steht, und/oder dass jedes Batteriemodul der Batterie in einem thermischen Kontakt mit dem ersten Kühlstrang und dem zweiten Kühlstrang steht.
  • Dadurch, dass jede der Batteriezellen je nach Kühlleistungsbedarf in den unterschiedlichen Betriebsmodi des Kraftfahrzeugs von nur einem Kühlstrang oder von beiden Kühlsträngen gekühlt werden kann, kann ein Überhitzen eines Kältemittels in der Kühlanordnung verhindert werden. Zudem kann eine Temperaturspreizung zwischen den Batteriezellen beziehungsweise zwischen den Batteriemodulen verhindert werden.
  • Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass eine Nennkühlleistung des zweiten Kühlstrangs größer ist als eine Nennkühlleistung des ersten Kühlstrangs. Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass eine maximale Kühlleistung des zweiten Kühlstrangs größer ist als eine maximale Kühlleistung des ersten Kühlstrangs.
  • In besonders vorteilhafter Weise kann somit die Batterie des Kraftfahrzeugs, wenn der Kühlleistungsbedarf gering ist, durch Betrieb nur eines, insbesondere des ersten Kühlstrangs, gekühlt werden. Liegt ein höherer Kühlleistungsbedarf vor, beispielsweise bei einem Schnellladebetrieb der Batterie, so kann die Batterie entweder nur durch den zweiten Kühlstrang mit der höheren Nennkühlleistung oder durch gemeinsame Kühlung mittels des ersten Kühlstrangs und des zweiten Kühlstrangs gekühlt werden.
  • Bevorzugt ist insbesondere vorgesehen, dass die Nennkühlleistung des zweiten Kühlstrangs 1,5-mal bis 3-mal, bevorzugt 2-mal, so groß wie die Nennkühlleistung des ersten Kühlstrangs ist.
  • Beträgt beispielsweise der Kühlleistungsbedarf in einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 5 kW und in einem Schnellladebetrieb 15 kW, so kann der erste Kühlstrang eine Nennkühlleistung von 5 kW aufweisen und der zweite Kühlstrang kann eine Nennkühlleistung von 10 kW aufweisen. Somit kann die Batterie im Fahrbetrieb durch Betrieb des ersten Kühlstrangs ausreichend gekühlt werden. Ist in einem Schnelladebetrieb eine höhere Kühlleistung erforderlich, kann durch Zuschalten des zweiten Kühlstrangs die geforderte Kühlleistung von 15 kW bereitgestellt werden.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Kühlstrang und/oder der zweite Kühlstrang mehrere Kühlleitungen aufweisen.
  • Die Kühlleitungen, welche für den Transport von Kälte- oder Kühlmitteln ausgebildet sind, sind dabei insbesondere an der Batterie, bevorzugt den Batteriemodulen, weiter bevorzugt den Batteriezellen, angeordnet, oder durch die Batterie, bevorzugt die Batteriemodule, weiter bevorzugt die Batteriezellen, geführt, sodass ein thermischer Kontakt hergestellt wird.
  • Dabei kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Kühlleitungen des ersten Kühlstrangs auf einer ersten Seite der Batteriezellen, insbesondere einer Unterseite der Batteriezellen, angeordnet sind, und dass die Kühlleitung des zweiten Kühlstrangs auf einer, bevorzugt der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite, insbesondere der Oberseite, der Batteriezellen angeordnet sind.
  • Ist die Batterie in Batteriemodule organisiert, so kann entsprechend vorgesehen sein, dass die Kühlleitungen des ersten Kühlstrangs auf einer ersten Seite des Batteriemoduls und die Kühlleitung des zweiten Kühlstrangs auf einer zweiten Seite des Batteriemoduls angeordnet sind.
  • Durch die Anordnung der Kühlleitung des ersten Kühlstrangs und des zweiten Kühlstrangs auf gegenüberliegenden Seiten der Batteriezellen, beziehungsweise der Batteriemodule, kann eine große Temperaturspreizung über die Batteriezellen, beziehungsweise die Batteriemodule, vermieden werden.
  • Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass eine erste Anzahl der Kühlleitungen des ersten Kühlstrangs auf einer ersten Seite der Batteriezellen, insbesondere der Unterseite, der Batteriezellen angeordnet ist, und dass eine zweite Anzahl der Kühlleitungen des ersten Kühlstrangs auf einer, bevorzugt der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite, insbesondere der Oberseite, der Batteriezellen angeordnet ist, und/oder dass eine erste Anzahl der Kühlleitungen des zweiten Kühlstrangs auf einer ersten Seite der Batteriezellen, insbesondere der Unterseite, der Batteriezellen angeordnet ist, und dass eine zweite Anzahl der Kühlleitung des zweiten Kühlstrangs auf einer, bevorzugt der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite, insbesondere der Oberseite, der Batteriezellen angeordnet ist.
  • Dadurch, dass der erste Kühlstrang und/oder der zweite Kühlstrang jeweils mehrere Kühlleitungen aufweisen, können diese flächendeckend an den Batteriezellen oder an den Batteriemodulen angeordnet werden. Hierdurch kann eine Temperaturspreizung innerhalb der Batteriezellen beziehungsweise der Batteriemodule begrenzt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass der erste Kühlstrang und der zweite Kühlstrang jeweils mehrere Kühlleitungen aufweisen, welche zudem bevorzugt auch sowohl an einer Oberseite und einer Unterseite der zu kühlenden Batteriezellen beziehungsweise Batteriemodule angeordnet sind.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Kühlstrang, insbesondere mindestens eine Kühlleitung des ersten Kühlstrangs, und/oder der zweite Kühlstrang, insbesondere mindestens eine Kühlleitung des zweiten Kühlstrangs, mindestens zweimal, bevorzugt mehrfach an mindestens einer, bevorzugt an jeder, der Batteriezellen vorbeigeführt sind.
  • Die mindestens zweimal, bevorzugt mehrfach, an mindestens einer, bevorzugt an jeder, der Batteriezellen vorbeigeführte Kühlleitung steht somit an mindestens zwei, bevorzugt an mehreren Stellen, in thermischem Kontakt mit der oder den Batteriezellen. Durch diesen zweifachen oder mehrfachen thermischen Kontakt der Kühlleitung mit den einzelnen Batteriezellen oder den einzelnen Batteriemodulen kann eine effektivere Abführung der Abwärme der Batterie beziehungsweise der Batteriezellen ermöglicht werden.
  • Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines batterieelektrischen Fahrzeugs, umfassend einen Kältekreislauf, wobei der Kältekreislauf eine vorbeschriebene Kühlanordnung umfasst.
  • Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Kältekreislauf einen in einem Fahrgastraum angeordneten Verdampfer einer Klimatisierungseinrichtung umfasst.
  • Durch den in einem Fahrgastraum angeordneten Verdampfer kann der Kältekreislauf zur Kühlung sowohl des Fahrgastraumes als auch der Batterie genutzt werden.
  • Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Kühlung einer Batterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines batterieelektrischen Fahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug eine vorbeschriebene Kühlanordnung umfasst, wobei in einem ersten Betriebsmodus nur der erste Kühlstrang betrieben wird, und wobei in einem zweiten Betriebsmodus der erste Kühlstrang und/oder der zweite Kühlstrang betrieben wird.
  • Bevorzugt werden in dem zweiten Betriebsmodus der erste Kühlstrang und der zweite Kühlstrang betrieben.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass im zweiten Betriebsmodus nur der zweite Kühlstrang betrieben wird.
  • Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass der erste Betriebsmodus ein Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ist, und dass der zweite Betriebsmodus ein Ladebetrieb, insbesondere ein Schnellladebetrieb, der Batterie des Kraftfahrzeugs ist.
  • Beträgt beispielsweise der Kühlleistungsbedarf in einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 5 kW und in einem Schnellladebetrieb 15 kW, so kann der erste Kühlstrang eine Nennkühlleistung von 5 kW aufweisen und der zweite Kühlstrang kann eine Nennkühlleistung von 10 kW aufweisen. Somit kann die Batterie im Fahrbetrieb durch Betrieb des ersten Kühlstrangs ausreichend gekühlt werden. Ist in einem Schnelladebetrieb eine höhere Kühlleistung erforderlich, kann durch Zuschalten des zweiten Kühlstrangs die geforderte Kühlleistung von 15 kW bereitgestellt werden.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass der erste Kühlstrang eine Nennkühlleistung von 5 kW aufweist und der zweite Kühlstrang eine Nennkühlleistung von 15 kW aufweist. In einem solchen Fall kann die Batterie im Fahrbetrieb durch Betrieb des ersten Kühlstrangs ausreichend gekühlt werden. Im Schnelladebetrieb kann die geforderte Kühlleistung von 15 kW allein vom zweiten Kühlstrang bereitgestellt werden, ohne dass der erste Kühlstrang betrieben wird.
  • Die vorstehend genannten Zahlenwerte für Nennleistungen und Kühlleistungen sind als beispielhaft zu verstehen und können auch abweichen.
  • Die Erfindung wird nachstehend näher anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen
    • 1 eine Batterie mit einer Kühlanordnung mit einem ersten Kühlstrang und einem zweiten Kühlstrang, und
    • 2 eine Batterie mit einer Kühlanordnung mit einem ersten Kühlstrang und einem zweiten Kühlstrang, wobei der zweite Kühlstrang mehrfach an den Batteriezellen der Batterie vorbeigeführt ist.
  • 1 zeigt eine Kühlanordnung 100 für eine Batterie 10 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs, insbesondere eines batterieelektrischen Fahrzeugs. Die Batterie 10 weist eine Vielzahl von Batteriezellen 11 auf. Die Kühlanordnung 100 umfasst einen ersten Kühlstrang 12 und einen zweiten Kühlstrang 13, welche fluidisch voneinander getrennt sind. Der erste Kühlstrang 12 umfasst eine Kühlleitung 14, und der zweite Kühlstrang 13 umfasst ebenfalls eine Kühlleitung 15. In dem ersten Kühlstrang 12 und in dem zweiten Kühlstrang 13 ist jeweils mindestens ein Absperrmittel 16 angeordnet, welches als Absperrventil 17 ausgebildet ist. Die Absperrmittel 16 sind dabei in den Kühlleitungen 14, 15 des ersten Kühlstrangs 12 beziehungsweise des zweiten Kühlstrangs 13 angeordnet. Die Kühlleitung 14 des ersten Kühlstrangs 12 ist an jeder Batteriezelle 11 der Batterie 10 vorbeigeführt und steht mit jeder der Batteriezellen 11 in einem thermischen Kontakt. Entsprechend ist die Kühlleitung 15 des zweiten Kühlstrangs 13 an jeder der Batteriezellen 11 vorbeigeführt und steht mit jeder der Batteriezellen 11 in einem thermischen Kontakt.
  • Die Kühlanordnung 100 ist an einen Kältekreislauf 18 des Kraftfahrzeugs angeschlossen, über den die von der Batterie 10 aufgenommene Abwärme an die Außenumgebung des Kraftfahrzeugs abgegeben werden kann. Der Kältekreislauf 18 umfasst ferner einen in einem Fahrgastraum 19 angeordneten Verdampfer 20 einer nicht näher dargestellten Klimatisierungseinrichtung. Innerhalb den Kühlleitungen 14, 15 des ersten Kühlstrangs 12 und des zweiten Kühlstrangs 13 zirkuliert ein Kältemittel. Durch Schalten der Absperrmittel 16, insbesondere der Absperrventile 17, kann entweder der erste Kühlstrang 12 oder der zweite Kühlstrang 13 betrieben werden, oder es können beide Kühlstränge 12, 13 gleichzeitig betrieben werden. Dabei ist vorgesehen, dass in einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs, insbesondere des batterieelektrischen Fahrzeugs, nur der erste Kühlstrang 12 betrieben wird. Wird die Batterie 10 des Kraftfahrzeugs geladen, insbesondere in einem Schnellladebetrieb, so wird der zweite Kühlstrang 13 hinzugeschaltet, um die Kühlleistung zu erhöhen.
  • 2 zeigt eine Variante der Kühlanordnung 100. Gegenüber der Kühlanordnung 100 der 1 ist bei der Kühlanordnung 100 der 2 vorgesehen, dass die Kühlleitung 15 des zweiten Kühlstrangs 13 mehrfach, im dargestellten Fall zweifach, an jeder Batteriezelle 11 der Batterie 10 vorbeigeführt ist. Dabei steht die Kühlleitung 15 des zweiten Kühlstrangs 13 jeweils mehrfach, im dargestellten Fall jeweils zweifach, in einem thermischen Kontakt mit jeder der Batteriezellen 11.
  • Analog zu der Kühlanordnung 100 nach 1 wird in einem normalen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs nur der erste Kühlstrang 12 durch entsprechende Schaltung des Absperrmittels 16 in der Kühlleitung 14 des ersten Kühlstrangs 12 betrieben. Wird in einem weiteren Betriebsmodus, insbesondere in einem Schnelllademodus der Batterie 10, eine höhere Kühlleistung benötigt, so kann durch Schalten des Absperrmittels 16 in dem zweiten Kühlstrang 13 der zweite Kühlstrang 13 zugeschaltet werden, sodass eine ausreichende Kühlleistung zur Verfügung gestellt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass der erste Kühlstrang 12 eine Nennkühlleistung von beispielsweise 5 kW aufweist. Diese Kühlleistung ist in der Regel für den normalen Fahrbetrieb ausreichend. Der zweite Kühlstrang 13 kann hingegen größer dimensioniert sein und eine Nennkühlleistung von beispielsweise 10 kW aufweisen. Durch Betrieb beider Kühlstränge 12, 13 kann die in einem beispielhaften Schnellladebetrieb erforderte Kühlleistung von 15 kW bereitgestellt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Kühlanordnung
    10
    Batterie
    11
    Batteriezelle
    12
    Erster Kühlstrang
    13
    Zweiter Kühlstrang
    14
    Kühlleitung
    15
    Kühlleitung
    16
    Absperrmittel
    17
    Absperrventil
    18
    Kältekreislauf
    19
    Fahrgastraum
    20
    Verdampfer
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2019/0181518 A1 [0004]
    • CN 107298001 A [0005]

Claims (10)

  1. Kühlanordnung (100) für eine Batterie (10) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines batterieelektrischen Fahrzeugs, wobei die Batterie (10) eine Vielzahl von Batteriezellen (11) umfasst, wobei die Kühlanordnung (100) mindestens einen ersten Kühlstrang (12) und einen zweiten Kühlstrang (13) umfasst, wobei der erste Kühlstrang (12) und der zweite Kühlstrang (13) fluidisch voneinander getrennt sind, wobei der erste Kühlstrang (12) und der zweite Kühlstrang (13) jeweils mindestens ein Absperrmittel (16) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Batteriezelle (11) in einem thermischen Kontakt mit dem ersten Kühlstrang (12) und dem zweiten Kühlstrang (13) steht.
  2. Kühlanordnung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Batteriezelle (11) in einem thermischen Kontakt mit dem ersten Kühlstrang (12) und dem zweiten Kühlstrang (13) steht.
  3. Kühlanordnung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nennkühlleistung des zweiten Kühlstrangs (13) größer ist als eine Nennkühlleistung des ersten Kühlstrangs (12), wobei bevorzugt die Nennkühlleistung des zweiten Kühlstrangs (13) 1,5-mal bis 3-mal, weiter bevorzugt 2-mal, so groß wie die Nennkühlleistung des ersten Kühlstrangs (12) ist.
  4. Kühlanordnung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlstrang (12) und/oder der zweite Kühlstrang (13) mehrere Kühlleitungen (14, 15) aufweisen.
  5. Kühlanordnung (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitungen (14) des ersten Kühlstrangs (12) auf einer ersten Seite der Batteriezellen (11), insbesondere einer Unterseite der Batteriezellen (11), angeordnet sind, und dass die Kühlleitungen (15) des zweiten Kühlstrangs (13) auf einer, bevorzugt der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite, insbesondere der Oberseite, der Batteriezellen (11) angeordnet sind.
  6. Kühlanordnung (100) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Anzahl der Kühlleitungen (14) des ersten Kühlstrangs (12) auf einer ersten Seite der Batteriezellen (11), insbesondere der Unterseite, der Batteriezellen (11) angeordnet sind, und dass eine zweite Anzahl der Kühlleitungen (14) des ersten Kühlstrangs (12) auf einer, bevorzugt der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite, insbesondere der Oberseite, der Batteriezellen (11) angeordnet sind, und/oder dass eine erste Anzahl der Kühlleitungen (15) des zweiten Kühlstrangs (13) auf einer ersten Seite der Batteriezellen (11), insbesondere der Unterseite, der Batteriezellen (11), angeordnet sind, und dass eine zweite Anzahl der Kühlleitungen (15) des zweiten Kühlstrangs (13) auf einer, bevorzugt der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite, insbesondere der Oberseite, der Batteriezellen (11) angeordnet sind.
  7. Kühlanordnung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlstrang (12), insbesondere mindestens eine Kühlleitung (14) des ersten Kühlstrangs (12), und/oder der zweite Kühlstrang (13), insbesondere mindestens eine Kühlleitung (15) des zweiten Kühlstrangs (13), mindestens zweimal, bevorzugt mehrfach, an mindestens einer, bevorzugt an jeder, der Batteriezellen (11) vorbeigeführt ist.
  8. Kraftfahrzeug, insbesondere batterieelektrisches Fahrzeug, umfassend einen Kältekreislauf (18) dadurch gekennzeichnet, dass der Kältekreislauf (18) eine Kühlanordnung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche umfasst, wobei bevorzugt der Kältekreislauf (18) einen in einem Fahrgastraum (19) angeordneten Verdampfer (20) einer Klimatisierungseinrichtung umfasst.
  9. Verfahren zur Kühlung einer Batterie (10) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines batterieelektrischen Fahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug eine Kühlanordnung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 7 aufweist, wobei in einem ersten Betriebsmodus nur der erste Kühlstrang (12) betrieben wird, und wobei in einem zweiten Betriebsmodus der erste Kühlstrang (12) und/oder der zweite Kühlstrang (13) betrieben wird.
  10. Verfahren zur Kühlung einer Batterie (10) eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 9, wobei der erste Betriebsmodus ein Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ist und wobei der zweite Betriebsmodus ein Ladebetrieb, insbesondere ein Schnellladebetrieb, der Batterie (10) ist.
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