DE102021110381A1 - Electrical assembly and motor vehicle with such and method for operating such - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Elektrobaugruppe (2; 102; 202; 302), insbesondere für ein elektrifiziertes Kraftfahrzeug (1), mit einem elektrischen Energiespeicher (3), der eine Vielzahl an elektrochemischen Speicherzellen aufweist, die miteinander elektrisch seriell und/oder parallel verbunden sind; einer Speicher-Temperiervorrichtung (4; 104; 204; 304) zum Temperieren der Speicherzellen, aufweisend eine Speicher-Temperierkanalstruktur (8), einen ersten Anschluss (17) und einen zweiten Anschluss (18), wobei über den ersten und zweiten Anschluss (17, 18) Temperiermittel in die Speicher-Temperierkanalstruktur (8) zu- und abführbar ist; zumindest einer Elektronikkomponente (5), und einer Elektronik-Temperiervorrichtung (6; 106; 206) zum Temperieren der Elektronikkomponente (5), wobei die Elektronik-Temperiervorrichtung (6; 106; 206) einen ersten ETV-Anschluss (14) und einen zweiten ETV-Anschluss (15) aufweist, wobei der zweiten ETV-Anschluss (15) fluidisch mit der Speicher-Temperierkanalstruktur (8) verbunden ist. The invention relates to an electrical assembly (2; 102; 202; 302), in particular for an electrified motor vehicle (1), with an electrical energy store (3) which has a large number of electrochemical storage cells which are electrically connected to one another in series and/or in parallel ; a storage temperature control device (4; 104; 204; 304) for temperature control of the storage cells, having a storage temperature control channel structure (8), a first connection (17) and a second connection (18), wherein via the first and second connection (17 , 18) temperature control medium can be fed into and removed from the storage temperature control channel structure (8); at least one electronic component (5), and an electronic temperature control device (6; 106; 206) for temperature control of the electronic component (5), the electronic temperature control device (6; 106; 206) having a first ETV connection (14) and a second ETV connection (15), wherein the second ETV connection (15) is fluidly connected to the storage temperature control channel structure (8).
Description
Die Erfindung betrifft eine Elektrobaugruppe zum Temperieren eines elektrischen Energiespeichers und zumindest einer Elektronikkomponente eines elektrifizierten Kraftfahrzeugs. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einer Elektrobaugruppe.The invention relates to an electrical assembly for controlling the temperature of an electrical energy store and at least one electronic component of an electrified motor vehicle. In addition, the invention relates to a motor vehicle with such an electrical assembly.
Für den Betrieb eines elektrischen Energiespeichers bzw. einer Traktionsbatterie, zur Erreichung kurzer Schnellladezeiten und für eine hohe Leistungsfähigkeit des elektrischen Antriebsstrangs ist es erforderlich, dass der Energiespeicher temperiert, d.h. gekühlt oder geheizt, wird, so dass der Energiespeicher in einem optimalen Temperaturbereich betrieben wird. Darüber sind in einem Elektrofahrzeug zahlreiche elektrische und elektronische Komponenten, die je nach Betriebszustand des Elektrofahrzeugs zu temperieren, insbesondere zu kühlen, sind. Da sich eine effizientere Temperierung auf die vom Elektrofahrzeug erreichbare Reichweite auswirkt, besteht ständig Bedarf an einer Optimierung dieser Temperierung.To operate an electrical energy store or a traction battery, to achieve short rapid charging times and for high performance of the electrical drive train, it is necessary for the energy store to be tempered, i.e. cooled or heated, so that the energy store is operated in an optimal temperature range. In addition, there are numerous electrical and electronic components in an electric vehicle that have to be temperature-controlled, in particular cooled, depending on the operating state of the electric vehicle. Since more efficient temperature control affects the range that can be achieved by the electric vehicle, there is a constant need to optimize this temperature control.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Elektrobaugruppe mit verbesserter Effizienz bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Elektrobaugruppe gemäß Anspruch 1, ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 7 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.It is therefore an object of the present invention to provide an electrical assembly with improved efficiency. This object is achieved by an electrical assembly according to
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Elektrobaugruppe, insbesondere für ein elektrifiziertes Kraftfahrzeug bereitgestellt, mit einem elektrischen Energiespeicher, der eine Vielzahl an elektrochemischen Speicherzellen aufweist, die miteinander elektrisch seriell und/oder parallel verbunden sind; einer Speicher-Temperiervorrichtung zum Temperieren der Speicherzellen, aufweisend eine Speicher-Temperierkanalstruktur, einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss, wobei über den ersten und zweiten Anschluss Temperiermittel in die Speicher-Temperierkanalstruktur zu- und abführbar ist; zumindest einer Elektronikkomponente, und einer Elektronik-Temperiervorrichtung zum Temperieren der Elektronikkomponente, wobei die Elektronik-Temperiervorrichtung (ETV) einen ersten ETV-Anschluss und einen zweiten ETV-Anschluss aufweist, über die Temperiermittel in die Elektronik-Temperiervorrichtung zu- und abführbar ist, wobei der zweite ETV-Anschluss fluidisch mit der Speicher-Temperierkanalstruktur verbunden ist. Dieses Ausführungsbeispiel bietet den Vorteil, dass eine Verschaltung der Temperiervorrichtungen geschaffen wird, die einerseits kompakt ist und andererseits eine Durchströmung der Speicher-Temperierkanalstruktur in einer Richtung zum Zwecke einer Kühlung und eine Durchstömung in einer entgegengesetzten Richtung zum Zwecke des Beheizens ermöglicht. Durch die fluidisch getrennt steuerbaren Kreisläufe für die Temperierung des Energiespeichers und der Elektronikkomponente kann diese jeweils optimal temperiert werden.According to an exemplary embodiment of the invention, an electrical assembly is provided, in particular for an electrified motor vehicle, with an electrical energy storage device that has a large number of electrochemical storage cells that are electrically connected to one another in series and/or in parallel; a storage temperature control device for temperature control of the storage cells, having a storage temperature control channel structure, a first connection and a second connection, wherein temperature control medium can be fed into and removed from the storage temperature control channel structure via the first and second connection; at least one electronic component, and an electronic temperature control device for temperature control of the electronic component, wherein the electronic temperature control device (ETV) has a first ETV connection and a second ETV connection, via which the temperature control medium can be fed into and removed from the electronic temperature control device, wherein the second ETV connection is fluidically connected to the storage temperature control channel structure. This exemplary embodiment offers the advantage that an interconnection of the temperature control devices is created which is compact on the one hand and allows flow through the storage temperature control channel structure in one direction for the purpose of cooling and flow in the opposite direction for the purpose of heating. The fluidically separately controllable circuits for the temperature control of the energy store and the electronic component can be optimally temperature controlled in each case.
Unter Anschluss (erster bis vierter Anschluss) versteht man im Rahmen dieser Erfindung einen Ein- bzw. Ausgang in/aus die/der Speicher-Temperierkanalstruktur über den Temperiermittel in die Speicher-Temperierkanalstruktur zugeführt bzw. aus dieser abgeführt werden kann.In the context of this invention, a connection (first to fourth connection) is understood to mean an entry or exit into/from the storage temperature control channel structure via which the temperature control medium can be fed into the storage temperature control channel structure or removed from it.
Unter ETV-Anschluss (erster oder zweiter ETV Anschluss) versteht man im Rahmen dieser Erfindung einen Ein- bzw. Ausgang in/aus die/der Elektronik-Temperiervorrichtung über den Temperiermittel in den Temperierhohlraum der Elektronik-Temperiervorrichtung zugeführt bzw. aus diesem abgeführt werden kann.ETV connection (first or second ETV connection) is understood in the context of this invention as an input or output to/from the electronics temperature control device via which the temperature control medium can be fed into the temperature control cavity of the electronics temperature control device or removed from it .
Insbesondere ist der zweite ETV-Anschluss außerhalb der Elektronik-Temperiervorrichtung fluidisch ausschließlich mit der Speicher-Temperierkanalstruktur verbunden, so dass über den zweiten ETV-Anschluss abgeführtes Temperiermittel vollständig in die Temperierkanalstruktur strömt und ausschließlich über den ersten und/oder zweiten Anschluss der Speicher-Temperiervorrichtung abführbar ist.In particular, the second ETV connection outside the electronics temperature control device is fluidically connected exclusively to the storage temperature control channel structure, so that the temperature control medium discharged via the second ETV connection flows completely into the temperature control channel structure and exclusively via the first and/or second connection of the storage temperature control device is deductible.
Das Temperieren umfasst ein Kühlen und/oder Heizen. Das Temperiermittel ist insbesondere eine Temperierflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser oder ein mit Additiven versetztes Wasser.Tempering includes cooling and/or heating. The tempering medium is in particular a tempering liquid, such as water or water mixed with additives.
Bei der Elektronikkomponente handelt es sich insbesondere um eine elektrische oder elektronische Komponente, welche insbesondere mit dem Energiespeicher und/oder einem Traktionsmotor (d.h. ein Elektromotor zum Antrieb des Kraftfahrzeugs) zusammenwirkt. Es kann sich dabei insbesondere um eines oder mehrere Elemente aus folgender Gruppe handeln: ein fahrzeuginternes Ladegerät, einen Inverter, einen Gleichstromwandler, ein Batteriesteuergerät, ein Traktionsmotorsteuergerät und einen Rechner für autonomes Fahren.The electronic component is in particular an electrical or electronic component which interacts in particular with the energy store and/or a traction motor (i.e. an electric motor for driving the motor vehicle). In particular, it can be one or more elements from the following group: an in-vehicle charging device, an inverter, a DC converter, a battery control device, a traction motor control device and a computer for autonomous driving.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung hat die Speicher-Temperierkanalstruktur insgesamt genau drei Anschlüsse zum Zuführen und/oder Abführen von Temperiermittel in/aus der Temperierkanalstruktur.According to a further exemplary embodiment of the invention, the storage temperature control channel structure has a total of exactly three connections for supplying and/or removing temperature control medium into/from the temperature control channel structure.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Elektronik-Temperiervorrichtung an einem Ende der Speicher-Temperiervorrichtung angeordnet und am anderen Ende der Speicher-Temperiervorrichtung sind der erste Anschluss, der zweite Anschluss sowie ein dritter Anschluss angeordnet, wobei der dritte Anschluss über eine abzweigungsfreie Bypassleitung mit dem ersten ETV-Anschluss verbunden ist, welche neben der Speicher-Temperierkanalstruktur verläuft.According to a further exemplary embodiment of the invention, the electronic temperature control device is arranged at one end of the storage temperature control device and at the other end of the storage The first connection, the second connection and a third connection are arranged in the temperature control device, the third connection being connected to the first ETV connection via a branch-free bypass line, which runs next to the storage temperature control channel structure.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Speicher-Temperiervorrichtung plattenartig, insbesondere aus Metall, ausgebildet, in der die Speicher-Temperierkanalstruktur innerhalb einer Ebene verläuft, wobei die Bypassleitung in der Speicher-Temperiervorrichtung innerhalb derselben Ebene ausgebildet ist. Damit wird eine kompakte Speicher-Temperiervorrichtung und eine gut geschützte Bypassleitung geschaffen.According to a further exemplary embodiment of the invention, the storage temperature control device is plate-like, in particular made of metal, in which the storage temperature control channel structure runs within one level, with the bypass line in the storage temperature control device being formed within the same level. This creates a compact storage temperature control device and a well-protected bypass line.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Speicher-Temperiervorrichtung und die Elektronik-Temperiervorrichtung als separate Bauteile ausgebildet.According to a further exemplary embodiment of the invention, the storage temperature control device and the electronic temperature control device are designed as separate components.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Speicher-Temperiervorrichtung und die Elektronik-Temperiervorrichtung einstückig ausgebildet.According to a further exemplary embodiment of the invention, the storage temperature control device and the electronic temperature control device are designed in one piece.
Darüber hinaus stellt die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einer Elektrobaugruppe bereit.In addition, the invention provides a motor vehicle with such an electrical assembly.
Insbesondere ist die Elektronik-Temperiervorrichtung bezüglich einer Fahrzeughochachse auf der Speicher-Temperiervorrichtung angeordnet.In particular, the electronics temperature control device is arranged on the storage temperature control device with respect to a vehicle vertical axis.
Darüber hinaus stellt die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben solch einer Elektrobaugruppe bereit mit einem ersten Kühl-Betriebszustand, in dem Temperiermittel über den ersten Anschluss in die Speicher-Temperierkanalstruktur zugeführt wird, Temperiermittel über den dritten Anschluss in die Elektronik-Temperiervorrichtung zugeführt wird, und das über den ersten und dritten Anschluss zugeführte Temperiermittel über den zweiten Anschluss nach dem Durchströmen der Elektronik-Temperiervorrichtung und der Speicher-Temperierkanalstruktur aus der Speicher-Temperierkanalstruktur abgeführt wird, und einem ersten Kühl-Heiz-Betriebszustand, in dem Temperiermittel über den dritten Anschluss in die Elektronik-Temperiervorrichtung zugeführt wird, eine Durchströmung des zweiten Anschlusses gesperrt wird, und das über den dritten Anschluss zugeführte Temperiermittel über den ersten Anschluss nach dem seriellen Durchströmen der Elektronik-Temperiervorrichtung und der Speicher-Temperierkanalstruktur aus der Speicher-Temperierkanalstruktur abgeführt wird.In addition, the invention provides a method for operating such an electrical assembly with a first cooling operating state, in which temperature control medium is fed into the storage temperature control channel structure via the first connection, temperature control medium is fed into the electronic temperature control device via the third connection, and that temperature control medium supplied via the first and third connection is removed from the storage temperature control channel structure via the second connection after flowing through the electronics temperature control device and the storage temperature control channel structure, and a first cooling/heating operating state in which the temperature control medium flows via the third connection into the Electronics temperature control device is supplied, a flow through the second connection is blocked, and the temperature control medium supplied via the third connection via the first connection after the serial flow through the electronics temperature control device and the storage temperature control channel structure au s of the storage temperature control channel structure is discharged.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel hat das Verfahren ferner einen zweiten Kühl-Betriebszustand, in dem Temperiermittel über den ersten Anschluss in die Speicher-Temperierkanalstruktur zugeführt wird, Temperiermittel über den zweiten Anschluss aus der Speicher-Temperierkanalstruktur abgeführt wird, und eine Durchströmung des dritten Anschlusses gesperrt wird.According to a further exemplary embodiment, the method also has a second cooling operating state, in which temperature control medium is fed into the storage temperature control channel structure via the first connection, temperature control medium is removed from the storage temperature control channel structure via the second connection, and flow through the third connection is blocked .
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel hat das Verfahren ferner einen dritten Kühl-Betriebszustand, in dem Temperiermittel über den dritten Anschluss in die Elektronik-Temperiervorrichtung zugeführt wird, Temperiermittel über den zweiten Anschluss aus der Elektronik-Temperiervorrichtung abgeführt wird, und eine Durchströmung des ersten Anschlusses gesperrt wird.According to a further exemplary embodiment, the method also has a third cooling operating state, in which temperature control medium is fed into the electronic temperature control device via the third connection, temperature control medium is removed from the electronic temperature control device via the second connection, and flow through the first connection is blocked .
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel hat das Verfahren ferner einen vierten Kühl-Betriebszustand, in dem Temperiermittel über den zweiten Anschluss in die Elektronik-Temperiervorrichtung zugeführt wird, Temperiermittel über den dritten Anschluss aus der Elektronik-Temperiervorrichtung abgeführt wird, und eine Durchströmung des ersten Anschlusses gesperrt wird.According to a further exemplary embodiment, the method also has a fourth cooling operating state, in which temperature control medium is fed into the electronic temperature control device via the second connection, temperature control medium is removed from the electronic temperature control device via the third connection, and flow through the first connection is blocked .
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel hat das Verfahren ferner einen zweiten Kühl-Heiz-Betriebszustand, in dem Temperiermittel über den ersten Anschluss in die Speicher-Temperierkanalstruktur zugeführt wird, eine Durchströmung des zweiten Anschlusses gesperrt wird, und das über den ersten Anschluss zugeführte Temperiermittel über den dritten Anschluss nach dem seriellen Durchströmen der Speicher-Temperierkanalstruktur und der Elektronik-Temperiervorrichtung abgeführt wird.According to a further exemplary embodiment, the method also has a second cooling/heating operating state, in which temperature control medium is fed into the storage temperature control channel structure via the first connection, flow through the second connection is blocked, and the temperature control medium supplied via the first connection via the third Connection is discharged after the serial flow through the memory temperature control channel structure and the electronic temperature control device.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einer Elektrobaugruppe bereit.In addition, the present invention provides a motor vehicle with such an electrical assembly.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
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1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug mit einer Elektrobaugruppe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
2a zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Elektrobaugruppe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2b zeigt eine schematische Darstellung der Temperierung der Elektrobaugruppe aus2a ; -
3a zeigt die Elektrobaugruppe in einem ersten Kühl-Betriebszustand; -
3b zeigt die Elektrobaugruppe in einem zweiten Kühl-Betriebszustand; -
3c zeigt die Elektrobaugruppe in einem dritten Kühl-Betriebszustand; -
3d zeigt die Elektrobaugruppe in einem vierten Kühl-Betriebszustand; -
3e zeigt die Elektrobaugruppe in einem ersten Kühl-Heiz-Betriebszustand; -
3f zeigt die Elektrobaugruppe in einem zweiten Kühl-Heiz-Betriebszustand; -
4a zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer Elektrobaugruppe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
4b zeigt eine schematische Darstellung der Temperierung der Elektrobaugruppe aus4a ; -
5a zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer Elektrobaugruppe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
5b zeigt eine schematische Darstellung einer Temperierung der Elektrobaugruppe aus5a , und -
6 zeigt eine schematische Darstellung der Temperierung einer Elektrobaugruppe gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
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1 shows schematically a motor vehicle with an electrical assembly according to an embodiment of the present invention; -
2a shows a three-dimensional view of the electrical assembly according to a first embodiment of the invention; -
2 B shows a schematic representation of the temperature control of the electrical assembly2a ; -
3a shows the electrical assembly in a first cooling mode; -
3b shows the electrical assembly in a second cooling mode; -
3c shows the electrical assembly in a third cooling mode; -
3d shows the electrical assembly in a fourth cooling operating state; -
3e shows the electrical assembly in a first cooling/heating operating state; -
3f shows the electrical assembly in a second cooling/heating operating state; -
4a shows a three-dimensional view of an electrical assembly according to a second embodiment of the invention; -
4b shows a schematic representation of the temperature control of the electrical assembly4a ; -
5a shows a three-dimensional view of an electrical assembly according to a third embodiment of the invention; -
5b shows a schematic representation of a temperature control of the electrical assembly5a , and -
6 shows a schematic representation of the temperature control of an electrical assembly according to a fourth embodiment.
Der Energiespeicher 3 weist ein Energiespeichergehäuse 7 auf, welches eine Vielzahl an elektrochemischen Speicherzellen einhaust, die miteinander elektrisch seriell und/oder parallel verbunden sind, insbesondere sind alle Speicherzellen miteinander elektrisch seriell verbunden, sind alle Speicherzellen miteinander elektrisch parallel verbunden, die Speicherzellen sind gruppiert und innerhalb einer Gruppe miteinander elektrisch seriell verbunden während die Gruppen miteinander elektrisch parallel verbunden sind oder die Speicherzellen sind gruppiert und innerhalb einer Gruppe miteinander elektrisch parallel verbunden während die Gruppen miteinander elektrisch seriell verbunden sind. Die Speicherzellen sind wieder aufladbar, speichern elektrische Energie und stellen diese zumindest für den Antrieb des Kraftfahrzeugs 1 bereit. Bei den Speicherzellen handelt es sich beispielsweise um zylinderförmige Speicherzellen (sog. Rundzellen), quaderförmige Speicherzellen (sog. prismatische Zellen) oder Pouchzellen.The
Die Speicher-Temperiervorrichtung 4 ist ein Wärmeüberträgerkörper, der von einem Temperiermittel, insbesondere einer Temperierflüssigkeit, wie beispielsweise ein mit Additiven versetztes Wasser, durchströmbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Speicher-Temperiervorrichtung 4 in ihrem Inneren eine Speicher-Temperierkanalstruktur 8, die von miteinander fluidisch durchströmbaren Temperierkanälen 9 gebildet wird. Die Temperierkanäle 9 weisen fluidisch parallel durchströmbare Kanäle 10 auf, die an ihren Längsenden über je eine Sammelleitung 11 verbunden sind.The storage
Die zumindest eine Elektronikkomponente 5 wird von einem Elektronikgehäuse 12 eingehaust. Bei der zumindest einen Elektronikkomponente 5 handelt es sich um eine oder mehrere Komponenten aus der Gruppe, welche folgende Elemente umfasst: Ein fahrzeuginternes Ladegerät, einen Inverter, einen Gleichstromwandler, ein Batteriesteuergerät, ein Traktionsmotorsteuergerät und einen Rechner für autonomes Fahren.The at least one
Die Elektronik-Temperiervorrichtung 6 ist auch ein Wärmeüberträgerkörper, dessen Innenraum mit einem Temperierhohlraum 13, beispielsweise in Form eines flächigen Hohlraus oder in Form von Strömungskanälen, versehen ist, der von dem Temperiermittel durchströmbar ist. Der Wärmeüberträgerkörper ist plattenförmig und beispielsweise aus Metall ausgebildet, so dass sich der Temperierhohlraum 13 innerhalb einer Ebene erstrecken. Die Elektronik-Temperiervorrichtung 6 (ETV) hat einen ersten ETV-Anschluss 14 und einen zweiten ETV-Anschluss 15, insbesondere hat die Elektronik-Temperiervorrichtung 6 zum Zu- und Abführen von Temperiermittel in/aus dem Temperierhohlraum 13 ausschließlich diesen ersten ETV-Anschluss 14 und diesen zweiten ETV-Anschluss 15.The electronic
Die Speicher-Temperiervorrichtung 4 hat einen ersten Anschluss 17, einen zweiten Anschluss 18, einen dritten Anschluss 19 und einen vierten Anschluss 20. Über den ersten Anschluss 17 kann, je nach Betriebszustand, wie später genauer erläutert wird, Temperiermittel in die Speicher-Temperierkanalstruktur 8 zugeführt oder aus dieser abgeführt werden. Über den zweiten Anschluss 18 kann Temperiermittel aus der Speicher-Temperierkanalstruktur 8 abgeführt werden.The storage
Der dritte Anschluss 19 ist ein Einlass bzw. Auslass einer Bypassleitung 16, die innerhalb der Speicher-Temperiervorrichtung 4 ausgebildet ist. Die Bypassleitung 16 führt zum ersten ETV-Anschluss 14 und ist zwischen dem dritten Anschluss 19 und dem ersten ETV-Anschluss 14 fluidisch von der Speicher-Temperierkanalstruktur 8 getrennt. Außerdem führt die Bypassleitung 16 vom dritten Anschluss 19 abzweigungsfrei zum ersten ETV-Anschluss 14. Der zweite ETV-Anschluss 15 ist, insbesondere ausschließlich, mit dem vierten Anschluss 20 fluidisch leitend verbunden, über den wiederum Temperiermittel der Speicher-Temperierkanalstruktur 8 zuführbar ist. Auf diese Weise wird sämtliches über den ersten ETV-Anschluss 14 in die Elektronik-Temperiervorrichtung 6 zugeführtes Temperiermittel über den vierten Anschluss 20 in die Speicher-Temperierkanalstruktur 8 eingeleitet und, je nach Betriebszustand, über den ersten Anschluss 17 oder den zweiten Anschluss 18 aus der Speicher-Temperierkanalstruktur 8 abgeführt.The
Die Speicher-Temperiervorrichtung 4, insbesondere der Wärmeüberträgerkörper, ist plattenförmig und beispielsweise aus Metall ausgebildet, so dass sich die Speicher-Temperierkanalstruktur 8 innerhalb einer Ebene erstreckt. Die Bypassleitung 16 verläuft neben der Speicher-Temperierkanalstruktur 8 und beide sind insbesondere innerhalb desselben einstückigen, insbesondere monolithischen, Wärmeüberträgerkörpers ausgebildet.The storage
Die Speicher-Temperierkanalstruktur 8 hat zum Zu- und Abführen von Temperiermittel in/aus der Speicher-Temperierkanalstruktur 8 insgesamt ausschließlich drei Anschlüsse, nämlich den ersten Anschluss 17, den zweiten Anschluss 18 und den vierten Anschluss 20.The storage temperature
Der erste Anschluss 17, der zweite Anschluss 18 und der dritte Anschluss 19 sind an einem Längsende der Speicher-Temperiervorrichtung 4 angeordnet während der vierte Anschluss 20 am anderen Längsende der Speicher-Temperiervorrichtung 4 angeordnet ist, an welchem sich auch die Elektronik-Temperiervorrichtung 6 befindet.The
Die Speicher-Temperiervorrichtung 4 erstreckt sich insbesondere über die gesamt Länge des Energiespeichers 3, insbesondere über die gesamte Länge des Energiespeichergehäuses 7. Im in
Vorstehend wurde beschrieben, dass die Speicher-Temperierkanalstruktur 8 in Form von Temperierkanälen 9 in einem plattenartigen Wärmeüberträgerkörper ausgebildet ist, es ist jedoch auch möglich, dass alternativ die Speicher-Temperierkanalstruktur 8 mittels zwischen den Speicherzellen verlaufenden Temperierbahnen realisiert wird. Beispielsweise können die Kanäle 10 in Form von schlangenförmigen Temperierbahnen, die an die Umfangsflächen der Speicherzellen anliegen und jeweils zwischen benachbarten Speicherzellen verlaufen ausgebildet werden.It was described above that the storage temperature
Temperiermittel sowohl dem ersten Anschluss 17 als auch dem dritten Anschluss 19 zugeführt, insbesondere zeitgleich. Das über den ersten Anschluss 17 zugeführte Temperiermittel durchströmt die Speicher-Temperierkanalstruktur 8, nimmt Abwärme des Energiespeicher 3 auf und wird über den zweiten Anschluss 18 aus der Speicher-Temperierkanalstruktur 8 abgeführt. Das über den dritten Anschluss 19 zugeführte Temperiermittel durchströmt die Elektronik-Temperiervorrichtung 6, nimmt Abwärme der zumindest einen Elektronikkomponente 5 auf und wird über den zweiten ETV-Anschluss 15, den vierten Anschluss 20, die Speicher-Temperierkanalstruktur 8 und den zweiten Anschluss 18. Auf dem Weg durch die Speicher-Temperierkanalstruktur 8 strömt das vom zweiten ETV-Anschluss 15 kommende Temperiermittel nur entlang der Sammelleitung 11 und nicht durch die Kanäle 10. Somit wird im ersten Kühl-Betriebszustand der Energiespeicher 3 und die zumindest eine Elektronikkomponente 5 gekühlt.Tempering both the
Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf das offenbarte Ausführungsbeispiel zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and the foregoing description, this illustration and description is to be considered in an illustrative or exemplary rather than a restrictive sense, and the invention is not intended to be limited to the precise form disclosed. The mere fact that certain features are recited in different dependent claims is not intended to imply that a combination of these features could not also be used to advantage.
Claims (13)
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---|---|---|---|---|
DE102022210506A1 (en) | 2022-10-05 | 2024-04-11 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Cooling system for a vehicle battery with first channels and at least one second channel |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007049173A1 (en) | 2007-10-13 | 2009-04-16 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Motor vehicle power system has energy storage with electronic power system and temperature circuit, where tempering circuit is coupled with energy storage and electronic power system |
EP2763213B1 (en) | 2011-09-29 | 2016-12-28 | LG Chem, Ltd. | Battery pack having a novel cooling structure |
DE102016104175A1 (en) | 2016-03-08 | 2017-09-14 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Traction battery for an electrically powered vehicle and vehicle with such a traction battery |
DE102020123900A1 (en) | 2019-09-17 | 2021-03-18 | Ford Global Technologies, Llc | THERMAL MANAGEMENT SYSTEM FOR ELECTRIFIED VEHICLES |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009110352A1 (en) * | 2008-03-05 | 2009-09-11 | カルソニックカンセイ株式会社 | Vehicle battery cooling device |
US9634364B2 (en) * | 2014-10-28 | 2017-04-25 | Ford Global Technologies, Llc | Support structure for traction battery assembly with integrated thermal plate |
DE102015220095B3 (en) * | 2015-10-15 | 2017-02-09 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Cooling system for at least one component of a vehicle and method for operating such a cooling system |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007049173A1 (en) | 2007-10-13 | 2009-04-16 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Motor vehicle power system has energy storage with electronic power system and temperature circuit, where tempering circuit is coupled with energy storage and electronic power system |
EP2763213B1 (en) | 2011-09-29 | 2016-12-28 | LG Chem, Ltd. | Battery pack having a novel cooling structure |
DE102016104175A1 (en) | 2016-03-08 | 2017-09-14 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Traction battery for an electrically powered vehicle and vehicle with such a traction battery |
DE102020123900A1 (en) | 2019-09-17 | 2021-03-18 | Ford Global Technologies, Llc | THERMAL MANAGEMENT SYSTEM FOR ELECTRIFIED VEHICLES |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022210506A1 (en) | 2022-10-05 | 2024-04-11 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Cooling system for a vehicle battery with first channels and at least one second channel |
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