DE102021000842A1 - Emergency battery cooling system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Batterienotfallkühlsystem, ein Verfahren zum Betreiben eines Batterienotfallkühlsystems und ein Fahrzeug, umfassend ein Batterienotfallkühlsystem.Das erfindungsgemäße Batterienotfallkühlsystem (1) umfasst- einen Kühlmittelspeicher (2) zum Speichern von Kühlmittel,- eine Kühlmittelpumpe (3), die dazu ausgebildet ist, Kühlmittel in einem Kühlkreislauf zu bewegen und- ein Batteriegehäuse (4) mita) einem Kühlmitteleingang (5), der dazu ausgebildet ist, Kühlmittel in einen Batteriekühlkanal (6) einzuleiten,b) einem ersten Kühlmittelausgang (7), der dazu ausgebildet ist, Kühlmittel aus dem Batteriekühlkanal (6) in einem Normalbetrieb abzuführen,c) einem ersten Ventil (8), welches am Batteriekühlkanal (6) angeordnet ist, dazu ausgebildet, einen Kühlmittelübergang aus dem Batteriekühlkanal (6) in einen Batteriezellbereich (9) in einem Normalbetrieb zu unterbinden und in einem Notfallbetrieb zuzulassen,d) einem zweiten Kühlmittelausgang (10), der dazu ausgebildet ist, Kühlmittel aus dem Batteriezellbereich (9) in einem Notfallbetrieb abzuführen, unde) einem zweiten Ventil (11), welches am ersten Kühlmittelausgang (7) angeordnet ist, dazu ausgebildet, den ersten Kühlmittelausgang (7) in einem Notfallbetrieb zu verschließen.The invention relates to a battery emergency cooling system, a method for operating a battery emergency cooling system and a vehicle comprising a battery emergency cooling system. The battery emergency cooling system (1) according to the invention comprises a coolant reservoir (2) for storing coolant, - a coolant pump (3) which is designed to To move coolant in a cooling circuit and- a battery housing (4) with a) a coolant inlet (5) which is designed to introduce coolant into a battery cooling channel (6), b) a first coolant outlet (7) which is designed to supply coolant from the battery cooling channel (6) in normal operation, c) a first valve (8), which is arranged on the battery cooling channel (6), designed to provide a coolant transition from the battery cooling channel (6) into a battery cell area (9) in normal operation prevent and allow in an emergency operation, d) a second coolant outlet (10), which is designed to Discharge coolant from the battery cell area (9) in emergency mode, and e) a second valve (11), which is arranged on the first coolant outlet (7), designed to close the first coolant outlet (7) in emergency mode.
Description
Die Erfindung betrifft ein Batterienotfallkühlsystem, ein Verfahren zum Betreiben eines Batterienotfallkühlsystems und ein Fahrzeug, umfassend ein Batterienotfallkühlsystem.The invention relates to a battery emergency cooling system, a method for operating a battery emergency cooling system and a vehicle comprising a battery emergency cooling system.
Aus der
Das erfindungsgemäße Batterienotfallkühlsystem umfasst
- - einen Kühlmittelspeicher zum Speichern von Kühlmittel,
- - eine Kühlmittelpumpe, die dazu ausgebildet ist, Kühlmittel in einem Kühlkreislauf zu bewegen und
- - ein Batteriegehäuse mit
- a) einem Kühlmitteleingang, der dazu ausgebildet ist, Kühlmittel in einen Batteriekühlkanal einzuleiten,
- b) einem ersten Kühlmittelausgang, der dazu ausgebildet ist, Kühlmittel aus dem Batteriekühlkanal in einem Normalbetrieb abzuführen,
- c) einem ersten Ventil, welches am Batteriekühlkanal angeordnet ist, dazu ausgebildet, einen Kühlmittelübergang aus dem Batteriekühlkanal in einen Batteriezellbereich in einem Normalbetrieb zu unterbinden und in einem Notfallbetrieb zuzulassen,
- d) einem zweiten Kühlmittelausgang, der dazu ausgebildet ist, Kühlmittel aus dem Batteriezellbereich in einem Notfallbetrieb abzuführen, und
- e) einem zweiten Ventil, welches am ersten Kühlmittelausgang angeordnet ist, dazu ausgebildet, den ersten Kühlmittelausgang in einem Notfallbetrieb zu verschließen.
- - a coolant reservoir for storing coolant,
- - A coolant pump which is designed to move coolant in a cooling circuit and
- - a battery case with
- a) a coolant inlet, which is designed to introduce coolant into a battery cooling channel,
- b) a first coolant outlet, which is designed to discharge coolant from the battery cooling duct in normal operation,
- c) a first valve, which is arranged on the battery cooling channel, designed to prevent a coolant transfer from the battery cooling channel into a battery cell area in normal operation and to allow it in emergency operation,
- d) a second coolant outlet, which is designed to discharge coolant from the battery cell area in an emergency mode, and
- e) a second valve, which is arranged at the first coolant outlet, designed to close the first coolant outlet in an emergency mode.
Dadurch, dass das zweite Ventil dazu ausgebildet ist, den ersten Kühlmittelausgang in einem Notfallbetrieb zu verschließen, wird das gesamte Kühlmittel, welches im Notfallbetrieb durch den Kühlmitteleingang in die Batterie gelangt durch den Batteriezellbereich geleitet. Dies verbessert eine Wärmeabfuhr von im Batteriezellbereich befindlichen Batteriezellen und verringert somit eine Gefahr eines thermischen Durchgehens.Because the second valve is designed to close the first coolant outlet in emergency mode, all of the coolant that enters the battery through the coolant inlet in emergency mode is passed through the battery cell area. This improves heat dissipation from battery cells located in the battery cell area and thus reduces the risk of thermal runaway.
Vorzugsweise ist der zweite Kühlmittelausgang an einer Oberseite des Batteriegehäuses angeordnet. Dies ermöglicht eine Abführung von Gas aus dem Batteriezellbereich über den zweiten Kühlmittelausgang.The second coolant outlet is preferably arranged on an upper side of the battery housing. This enables gas to be discharged from the battery cell area via the second coolant outlet.
Bevorzugt ist der zweite Kühlmittelausgang mit dem Kühlmittelspeicher verbunden, wobei zwischen dem zweiten Kühlmittelausgang mit dem Kühlmittelspeicher und/oder im Kühlmittelspeicher ein Gasabscheider angeordnet ist. Dies ermöglicht eine Aufbereitung von aus der Batterie abgeführter Kühlflüssigkeit und deren Wiederverwendung zu Kühlungszwecken.The second coolant outlet is preferably connected to the coolant reservoir, a gas separator being arranged between the second coolant outlet with the coolant reservoir and / or in the coolant reservoir. This enables cooling liquid discharged from the battery to be processed and reused for cooling purposes.
Vorzugsweise ist der Kühlmittelspeicher dazu ausgebildet, mehr Kühlmittelvolumen zu fassen, als der Batteriezellbereich an freiem Volumen aufweist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass in einem Notfallbetrieb der gesamte Batteriezellbereich geflutet und homogen gekühlt wird.The coolant reservoir is preferably designed to hold more coolant volume than the free volume of the battery cell area. This can ensure that the entire battery cell area is flooded and homogeneously cooled in emergency operation.
Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Batterienotfallkühlsystem ein Batteriemanagementsystem, welches dazu ausgebildet und eingerichtet ist, eine Förderleistung der Kühlmittelpumpe so zu steuern, dass eine Kühlmittelförderung in einem Notfallbetrieb größer ist als in einem Normalbetrieb. Dadurch kann eine Kühlleistung im Notfallbetrieb gegenüber dem Normalbetrieb erhöht werden.The battery emergency cooling system according to the invention preferably comprises a battery management system which is designed and set up to control a delivery rate of the coolant pump in such a way that coolant delivery is greater in emergency operation than in normal operation. As a result, a cooling capacity in emergency operation can be increased compared to normal operation.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Batterienotfallkühlsystems umfasst die Schritte:
- S1: Öffnen eines Flüssigkeitszuganges von einem Batteriekühlkanal zu einem Batteriezellbereich mittels eines ersten Ventils;
- S2: Verschließen eines ersten Kühlmittelausganges eines Batteriegehäuses mittels eines zweiten Ventils;
- S3: Fluten des Batteriezellbereichs mit Kühlflüssigkeit.
- S1: opening a liquid access from a battery cooling channel to a battery cell area by means of a first valve;
- S2: Closing a first coolant outlet of a battery housing by means of a second valve;
- S3: Flooding the battery cell area with coolant.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst
- - eine Traktionsbatterie und
- - ein erfindungsgemäßes Batterienotfallkühlsystem.
- - a traction battery and
- - an emergency battery cooling system according to the invention.
Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The dependent claims describe further advantageous embodiments of the invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt
-
1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs, umfassend ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgenäßen Batterienotfallkühlsystems und -
2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Batterienotfallkühlsystems.
-
1 an embodiment of a vehicle according to the invention, comprising an embodiment of a battery emergency cooling system according to the invention and -
2 an embodiment of a method according to the invention for operating a battery emergency cooling system.
Das in
Das Batterienotfallkühlsystem
Weiterhin umfasst das Batterienotfallkühlsystem
Im Ausführungsbeispiel wird eine Durchflussmenge der Kühlmittelpumpe
Des Weiteren umfasst das Batterienotfallkühlsystem
Das Batteriegehäuse
Weiterhin umfasst das Batteriegehäuse
Weiterhin umfasst das Batteriegehäuse
Des Weiteren umfasst das Batteriegehäuse
Im Ausführungsbeispiel ist der zweite Kühlmittelausgang
Weiterhin umfasst das Batteriegehäuse
In einem Schadensfall wird das Batterienotfallkühlsystem
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102019131386 A1 [0002]DE 102019131386 A1 [0002]
Claims (9)
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DE102019131386A1 (en) | 2018-11-20 | 2020-05-20 | Christian Behlen | Cooling and emergency system for a battery |
-
2021
- 2021-02-18 DE DE102021000842.1A patent/DE102021000842A1/en not_active Withdrawn
-
2022
- 2022-02-01 DE DE102022102348.6A patent/DE102022102348A1/en active Pending
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