DE102021127086A1 - Temperiereinrichtung zum Temperieren eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

Temperiereinrichtung zum Temperieren eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug Download PDF

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Andreas Siuka
Alexander Lichtenberger
Thomas Glass
Dominik Gruber
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung (1) zum Temperieren eines elektrischen Energiespeichers (2) für ein Kraftfahrzeug, mit einem von einem Temperierfluid zum Temperieren des Energiespeichers (2) durchströmbaren Vorlaufleitungselement (5) als erstem Leitungselement, über welches das das Vorlaufleitungselement (5) durchströmende Temperierfluid in den Energiespeicher (2) einleitbar ist, und mit einem von dem Temperierfluid durchströmbaren Rücklaufleitungselement (10) als zweitem Leitungselement, über welches das den Energiespeicher (1) durchströmende Temperierfluid von dem Energiespeicher (1) abführbar ist, wobei die Leitungselemente in einem den Leitungselementen gemeinsamen Gehäuse (16) angeordnet sind, in welchem auch ein fluidisch mit den Leitungselementen verbundenes oder verbindbares Umgehungsleitungselement (17) angeordnet ist, über welches der Energiespeicher (2) von dem Temperierfluid zu umgehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung zum Temperieren eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen.
  • Der DE 10 2015 220 623 A1 ist ein Wärmesystem für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug als bekannt zu entnehmen, mit einem Kältekreis, mit einem Heizungswärmetauscher, der in einem Heizkreis angeordnet ist, und mit einem Hochvoltspeicher. Darüber hinaus offenbart die DE 10 2012 024 080 A1 ein Fahrzeug, mit wenigstens einem Elektromotor. Außerdem ist aus der DE 10 2016 200 362 A1 ein Wärmesystem für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug bekannt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Temperiereinrichtung zum Temperieren eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, so dass eine besonders hohe Sicherheit des Energiespeichers auf besonders einfache Weise realisiert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Temperiereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Temperiereinrichtung zum Temperieren, das heißt zum Kühlen und/oder Erwärmen eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand den elektrischen Energiespeicher aufweist, mittels welchem elektrische Energie gespeichert werden kann. Vorzugsweise ist der elektrische Energiespeicher eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- und Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Somit wird der Energiespeicher auch als Hochvolt-Speicher (HVS) bezeichnet. Insbesondere kann der Energiespeicher eine Batterie, insbesondere eine Hochvoltbatterie (HV-Batterie), sein. Das Kraftfahrzeug kann wenigstens eine elektrische Maschine aufweisen, welche beispielsweise mittels der im Energiespeicher gespeicherten, elektrischen Energie betreibbar ist, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Somit kann das Kraftfahrzeug beispielsweise als ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug, ausgebildet sein. Dabei ist vorzugsweise auch die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- und Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Dadurch können besonders große elektrische Leistungen zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Insbesondere ist der Energiespeicher dazu ausgebildet, die elektrische Energie elektrochemisch zu speichern. Beispielsweise weist hierzu der Energiespeicher eine Mehrzahl von insbesondere einzelnen Speicherzellen auf, mittels welchen die elektrische Energie gespeichert wird. Die Einzelzellen sind elektrisch miteinander verbunden. Ferner ist es denkbar, dass der Energiespeicher ein Speichergehäuse aufweist, in welchem die Speicherzellen angeordnet sein können. Somit ist es denkbar, dass das Speichergehäuse einen auch als Innenraum bezeichneten Aufnahmeraum begrenzt, in welchem die Speicherzellen angeordnet sein können. Insbesondere dann, wenn die Temperiereinrichtung beziehungsweise das Temperierfluid zum Kühlen des Energiespeichers ausgebildet oder verwendet wird, ist das Temperierfluid ein Kühlfluid oder das Temperierfluid wird als Kühlfluid verwendet, wobei das Kühlfluid auch als Kühlmittel bezeichnet wird.
  • Die Temperiereinrichtung weist ein von einem vorzugsweise flüssigen Temperierfluid zum Temperieren, das heißt zum Kühlen und/oder Erwärmen des Energiespeichers durchströmbares Vorlaufleitungselement auf, welches ein erstes Leitungselement der Temperiereinrichtung ist und als erstes Leitungselement bezeichnet wird. Vorzugsweise umfasst das Temperierfluid zumindest Wasser. Über das erste Leitungselement (Vorlaufleitungselement) kann Temperierfluid in den Energiespeicher eingeleitet werden. Unter dem Merkmal, dass das Temperierfluid über das Vorlaufleitungselement in den Energiespeicher eingeleitet werden kann, ist insbesondere zu verstehen, dass mittels des Vorlaufleitungselements das das Vorlaufleitungselement durchströmende Temperierfluid zu dem Energiespeicher, insbesondere zu dem Speichergehäuse, hinführbar und in der Folge in den Energiespeicher, insbesondere in das Speichergehäuse, einleitbar ist. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass das Vorlaufleitungselement außerhalb des Energiespeichers, das heißt außerhalb des Speichergehäuses und somit außerhalb des Aufnahmeraums verläuft. Somit kann dem Energiespeicher über das Vorlaufleitungselement das Temperierfluid von außerhalb des Energiespeichers, das heißt von außerhalb des Speichergehäuses, zugeführt werden. Die Temperiereinrichtung weist außerdem ein Rücklaufleitungselement auf, welches ein zweites Leitungselement der Temperiereinrichtung ist oder als zweites Leitungselement bezeichnet wird. Somit kann das Temperierfluid, insbesondere nachdem es daraufhin den Energiespeicher, insbesondere das Speichergehäuse, durchströmt hat, von dem Energiespeicher, insbesondere von dem Speichergehäuse, abgeführt, das heißt von dem Energiespeicher weggeleitet beziehungsweise aus dem Energiespeicher herausgeführt werden. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass das Rücklaufleitungselement außerhalb des Energiespeichers und somit außerhalb des Speichergehäuses und außerhalb des Aufnahmeraums verläuft. Beispielsweise sind die Leitungselemente Festkörper, oder die Leitungselemente sind Kanäle, die von einem jeweiligen Festkörper, insbesondere direkt, begrenzt sind, wobei die die jeweiligen Leitungselemente begrenzenden, jeweiligen Festkörper separat voneinander oder einstückig miteinander ausgebildet sein können. Insbesondere ist denkbar, dass die Festkörper miteinander verbunden sind. Beispielsweise sind die Leitungselemente und der Energiespeicher, insbesondere das Speichergehäuse, in einem von dem Temperierfluid durchströmbaren Temperierkreislauf angeordnet, welcher auch einfach als Temperierkreis bezeichnet wird und von dem Temperierfluid durchströmbar ist. Auf seinem Weg durch den Temperierkreislauf kann das Temperierfluid bezogen auf die Leitungselemente und den Energiespeicher zunächst durch das Vorlaufleitungselement daraufhin durch den Energiespeicher, insbesondere durch das Speichergehäuse, und daraufhin durch das Rücklaufleitungselement hindurchströmen, so dass in Strömungsrichtung des den Temperierkreislauf durchströmenden Temperierfluids das Vorlaufleitungselement vorzugsweise stromauf des Energiespeichers, insbesondere des Speichergehäuses, angeordnet ist, wobei der Energiespeicher, insbesondere das Speichergehäuse, stromauf des Rücklaufleitungselements angeordnet ist, so dass das Rücklaufleitungselement stromab des Energiespeichers, insbesondere des Speichergehäuses, und stromab des Vorlaufleitungselements angeordnet ist. Demzufolge ist der Energiespeicher stromauf des Rücklaufleitungselements und stromab des Vorlaufleitungselements angeordnet. Insbesondere ist es denkbar, dass der Energiespeicher, insbesondere das Speichergehäuse, separat von dem jeweiligen Leitungselement beziehungsweise von dem jeweiligen Festkörper ausgebildet ist, wobei es insbesondere denkbar ist, dass der jeweilige Festkörper beziehungsweise das jeweilige Leitungselement mit dem Energiespeicher, insbesondere mit dem Speichergehäuse, verbunden und somit in einem Energiespeicher, insbesondere einem Speichergehäuse, gehalten ist.
  • Um beispielsweise den Energiespeicher, insbesondere die Speicherzellen, mittels des Temperierfluids erwärmen zu können, kann Wärme von dem den Energiespeicher durchströmenden Temperierfluid an den Energiespeicher, insbesondere die Speicherzellen, übergehen, insbesondere dann, wenn das Temperierfluid eine höhere Temperatur als der Energiespeicher, insbesondere die Speicherzellen, aufweist. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass der Energiespeicher, insbesondere die Speicherzellen, mittels des Temperierfluids gekühlt wird. Hierfür geht Wärme von dem Energiespeicher, insbesondere von den Speicherzellen, an das den Energiespeicher durchströmende Temperierfluid über, insbesondere dann, wenn das Temperierfluid eine geringere Temperatur als der Energiespeicher, insbesondere die Speicherzellen, aufweist.
  • Um nun eine besonders hohe Sicherheit des Energiespeichers auf besonders einfache und somit kostengünstige Weise realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Leitungselemente in einem den Leitungselementen gemeinsamen und auch Leitungselementgehäuse bezeichneten Gehäuse angeordnet sind. Wenn im Folgenden von dem Gehäuse die Rede ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das Leitungselementgehäuse zu verstehen. Das Gehäuse ist oder umfasst beispielsweise die zuvor genannten Festkörper. Somit ist es beispielsweise denkbar, dass das Gehäuse die Leitungselemente, insbesondere jeweils direkt, begrenzt. Beispielsweise ist das Gehäuse einstückig ausgebildet oder aber das Gehäuse kann mehrteilig ausgebildet sein und somit wenigstens zwei separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Gehäuseteile aufweisen. Insbesondere sind die Leitungselemente in dem Gehäuse angeordnete und verlaufende, vorzugsweise längliche, vorzugsweise an sich körperlose Hohlräume, durch die das Temperierfluid hindurchströmen kann. Beispielsweise sind die Hohlräume, insbesondere direkt, durch das Gehäuse begrenzt. Ferner ist es denkbar, dass die Hohlräume durch wenigstens ein oder mehrere zusätzliche, separat von dem Gehäuse ausgebildete und in dem Gehäuse angeordnete und dabei als Festkörper ausgebildete Bauelemente, insbesondere direkt, begrenzt sind.
  • Beispielsweise sind die vorzugsweise außerhalb des Energiespeichers, insbesondere des Speichergehäuses, verlaufenden Leitungselemente fluidisch mit wenigstens einem in dem Energiespeicher, insbesondere in dem Speichergehäuse, verlaufenden und von dem Temperierfluid durchströmbaren Strömungskanal verbunden, so dass das das Vorlaufleitungselement durchströmende Temperierfluid aus dem Vorlaufleitungselement ausströmen, in den Strömungskanal einströmen und daraufhin den Strömungskanal und somit den Energiespeicher, insbesondere das Speichergehäuse, durchströmen kann. Daraufhin kann das den Strömungskanal durchströmende Temperierfluid aus dem Strömungskanal und somit aus dem Energiespeicher, insbesondere aus dem Speichergehäuse, ausströmen, in das Rücklaufleitungselement einströmen und in der Folge das Rücklaufleitungselement durchströmen, wodurch das Temperierfluid von dem Energiespeicher über das Rücklaufleitungselement geführt wird.
  • Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in dem Gehäuse auch ein fluidisch mit den Leitungselementen verbundenes oder verbindbares Umgehungsleitungselement angeordnet ist. Das Vorlaufleitungselement wird auch als Vorlauf oder Vorlaufleitung bezeichnet, und das Rücklaufleitungselement wird auch als Rücklaufleitung oder Rücklauf bezeichnet. Das Umgehungsleitungselement wird auch als Umgehungsleitung, Bypass oder Bypasskanal bezeichnet. Über das Umgehungsleitungselement kann der Energiespeicher von dem insbesondere das Vorlaufleitungselement durchströmenden Temperierfluid umgangen werden. Hierunter ist zu verstehen, dass das das Umgehungsleitungselement durchströmende Temperierfluid den Energiespeicher umgeht, mithin nicht durch den Energiespeicher hindurchströmt, insbesondere nicht in den Energiespeicher hineinströmt, sondern insbesondere kann das das Umgehungsleitungselement durchströmende Temperierfluid auf direktem Wege, das heißt ohne in den Energiespeicher hineinzuströmen oder den Energiespeicher zu durchströmen, von dem Vorlaufleitungselement in das Rücklaufleitungselement strömen. Das Umgehungsleitungselement ist somit sozusagen ein den Energiespeicher umgehender Kurzschluss zwischen den Leitungselementen, wobei unter dem Kurzschluss eine den Energiespeicher umgehende, das heißt nicht in den Energiespeicher einströmende Kurzschlussströmung des Temperierfluids direkt zwischen den Leitungselementen zu verstehen ist. Insbesondere ist das Umgehungsleitungselement dazu ausgebildet, dass das das Vorlaufleitungselement durchströmende, das heißt zumindest einen Teil des das Vorlaufleitungselement durchströmenden Temperierfluids, insbesondere vollständig, aus dem Vorlaufleitungselement abzuzweigen und in das Umgehungsleitungselement einzuleiten, welches daraufhin von dem Temperierfluid aus dem Vorlaufleitungselement durchströmt wird. Das das Umgehungsleitungselement durchströmende Temperierfluid wird mittels des Umgehungsleitungselements von dem Vorlaufleitungselement zu dem und in das Rücklaufleitungselement eingeleitet, ohne dass das das Umgehungsleitungselement durchströmende Temperierfluid in den Energiespeicher einströmt und den Energiespeicher durchströmt. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt kann das Umgehungsleitungselement das zunächst das Vorlaufleitungselement, das heißt zunächst zumindest einen Teil des Vorlaufleitungselements durchströmende Temperierfluid daran hindern, über das Vorlaufleitungselement in den Energiespeicher einzuströmen. Hierdurch kann beispielsweise in einem Fehlerfall, welcher beispielsweise aus einem Unfall resultieren kann, eine übermäßige Menge des Temperierfluids in den Energiespeicher einströmen. Insbesondere kann hierdurch ein Volllaufen des Energiespeichers mit dem Temperierfluid vermieden werden.
  • Da die Leitungselemente und das Umgehungsleitungselement in dem Gehäuse angeordnet sind, bilden die Leitungselemente, das Umgehungsleitungselement und das Gehäuse ein kombiniertes Bauteil oder sind Bestandteile eines kombinierten Bauteils, welches zumindest die Leitungselemente, das Umgehungsleitungselement und das Gehäuse umfasst. Unter dem kombinierten Bauteil ist eine für sich alleine betrachtet und somit insbesondere unabhängig von dem Energiespeicher hergestellte und, insbesondere vollständig, montierte Baueinheit zu verstehen, welche als Ganzes gehandhabt und insbesondere an dem Energiespeicher montiert und von dem Energiespeicher, insbesondere von dem Speichergehäuse, demontiert werden kann. Der Erfindung liegen dabei insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Beispielsweise in einem Fehlerfall in dem beispielsweise als Kühlkreislauf ausgebildeten oder fungierenden Temperierkreislauf ist es wünschenswert, dass das Temperierfluid beziehungsweise ein durch das Temperierfluid gebildeter Temperierfluidstrom unterbrochen wird, das heißt beispielsweise zumindest daran gehindert wird, von außerhalb des Energiespeichers in den Energiespeicher hineinzuströmen. Hierdurch kann ein besonders sicherer Zustand für Insassen des Kraftfahrzeugs sowie für sich in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs aufhaltende Personen gewährleistet werden. Insbesondere ist es wünschenswert zu verhindern, dass sich der Energiespeicher, insbesondere das Speichergehäuse, mit einer übermäßigen Menge des Temperierfluids füllt, insbesondere dann, wenn es zu einem mechanischen Bruch von internen Leitungsführungen, das heißt von in dem Energiespeicher verlaufenden und grundsätzlich von dem Temperierfluid durchströmbaren Kanälen, wie beispielsweise dem zuvor genannten Strömungskanal, kommt. Üblicherweise kommen einzelne, separate Bauelemente, wie Absperrventile und/oder Umgehungsmechanismen, zum Einsatz, um einen hinreichend sicheren Zustand und somit eine hohe Sicherheit zu gewährleisten. Bei Verwendung von solchen Einzelkomponenten kommt es jedoch zu einem hohen Handhabungsaufwand, insbesondere in einer Montage zum Herstellen der Temperiereinrichtung und somit des Energiespeichers und in einer Logistik, in deren Rahmen die Einzelkomponenten gefördert und/oder gehandhabt werden. Durch miteinander zu verbindende Führungen zum Führen des Temperierfluids können zusätzliche Kosten anfallen, und es kann zu Gewichtsnachteilen für das Kraftfahrzeug kommen, wobei es insbesondere dann, wenn eine hohe Anzahl von Einzelkomponenten verwendet wird, zu miteinander zu verbindenden Führungen zum Führen des Temperierfluids kommen kann. Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können nun durch die Erfindung vermieden werden, da zumindest die Leitungselemente (Vorlaufleitungselemente und Rücklaufleitungselemente) die genannte Baueinheit, mithin das kombinierte Bauteil bilden, welches als Ganzes und insbesondere in unabhängig von dem Energiespeicher hergestelltem und vormontiertem Zustand gehandhabt und montiert werden kann.
  • Um auf besonders bedarfsgerechte Weise eine besonders hohe Sicherheit realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass in dem Gehäuse auch ein Umgehungsventilelement angeordnet ist, welches zwischen einem Versorgungszustand und einem Umgehungszustand umschaltbar ist. Beispielsweise ist das Umgehungsventilelement relativ zu dem Gehäuse, insbesondere translatorisch und/oder rotatorisch, zwischen wenigstens einer den Versorgungszustand bewirkenden Versorgungsstellung und wenigstens einer den Umgehungszustand bewirkenden Umgehungsstellung bewegbar. In dem Versorgungszustand ist das das Vorlaufleitungselement durchströmende Temperierfluid über das Vorlaufleitungselement in den Energiespeicher einleitbar, das heißt dem Energiespeicher zuführbar. Mit anderen Worten, um das das Vorlaufleitungselement durchströmende Temperierfluid in den Energiespeicher einzuleiten und nicht etwa über das Umgehungsleitungselement in das Rücklaufleitungselement unter Umgehung des Energiespeichers zu führen, wird das Umgehungsventilelement eingestellt. Insbesondere ist es denkbar, dass in dem Versorgungszustand ein in Strömungsrichtung des das Vorlaufleitungselement durchströmenden Temperierfluids stromauf des Umgehungsventilelements angeordneter Teil des Vorlaufleitungselements über das Umgehungsventilelement fluidisch mit dem Energiespeicher, insbesondere mit dem Strömungskanal, verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass beispielsweise das Umgehungsleitungselement in dem Versorgungszustand mittels des Umgehungsventilelements von dem Vorlaufleitungselement getrennt ist, insbesondere an einer stromauf des Energiespeichers und insbesondere in dem Gehäuse angeordneten Stelle, so dass stromauf des Energiespeichers und insbesondere in dem Gehäuse das Temperierfluid nicht von dem Vorlaufleitungselement in das Rücklaufleitungselement über das Umgehungsleitungselement strömen kann. Somit ist über das Umgehungsventilelement das, insbesondere gesamte, das Vorlaufleitungselement durchströmende Temperierfluid aus dem Vorlaufleitungselement abzweigbar, in die Umgehungsleitung einleitbar und über die Umgehungsleitung unter Umgehung des Energiespeichers in das Rücklaufleitungselement einleitbar, so dass das das Umgehungsleitungselement durchströmende Temperierfluid nicht in den Energiespeicher hineinströmt und nicht den Energiespeicher durchströmt.
  • Da das Umgehungsleitungselement in dem Gehäuse und somit vorzugsweise außerhalb des Energiespeichers, insbesondere vollständig, verläuft, und da die Leitungselemente in dem Gehäuse angeordnet sind, mithin verlaufen, kann das Temperierfluid in dem Gehäuse und außerhalb des Energiespeichers den Energiespeicher umgehen und somit unter Umgehung des Energiespeichers direkt von dem Vorlaufleitungselement in das Rücklaufleitungselement über das Umgehungsleitungselement strömen. Dadurch können die Temperiereinrichtung und somit der Energiespeicher, welcher insbesondere Bestandteil der Temperiereinrichtung sein kann, zeit- und kostengünstig hergestellt werden.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Umgehungsventilelement elektrisch zumindest aus dem Versorgungszustand in den Umgehungszustand umschaltbar ist. Vorzugsweise kann das Umgehungsventil auch elektrisch in den Versorgungszustand umgeschaltet werden. Dadurch ist eine besonders bedarfsgerechte Umschaltung des Umgehungsventilelements realisierbar, so dass eine besonders hohe Sicherheit auf einfache Weise darstellbar ist.
  • Um auf besonders einfache Weise eine besonders hohe Sicherheit realisieren zu können, ist bei einer weiteren Ausführungsform ein in dem Gehäuse und in dem Vorlaufleitungselement angeordneter Temperatursensor vorgesehen, mittels welchem eine Temperatur des das Vorlaufleitungselement durchströmenden Temperierfluids erfassbar ist. Hierdurch ist es möglich, dass eine maximal zulässige Vorlauftemperatur des Temperierfluids in dem Energiespeicher nicht überschritten wird. Mit anderen Worten kann sichergestellt werden, dass das Temperierfluid nicht mit einer übermäßig hohen Temperatur in den Energiespeicher hineinströmt. Dabei ist es beispielsweise denkbar, dass, insbesondere mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, welche Bestandteil der Temperiereinrichtung sein kann, das Umgehungsventilelement, insbesondere rein elektrisch, in Abhängigkeit von der mittels des Temperatursensors erfassten Temperatur des Temperierfluids umschaltbar ist, und zwar vorzugsweise zumindest aus dem Versorgungszustand in den Umgehungszustand. Beispielsweise stellt der Temperatursensor ein, insbesondere elektrisches, Signal bereit, welche die mittels des Temperatursensors erfasste Temperatur des Temperierfluids realisieren kann. Die elektronische Recheneinrichtung ist beispielsweise dazu ausgebildet, das Signal zu empfangen. Ferner kann die elektronische Recheneinrichtung dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von dem empfangenen Signal, das heißt in Abhängigkeit von der mittels des Temperatursensors erfassten Temperatur des Kühlfluids das Umgehungsventilelement, insbesondere elektrisch, anzusteuern und hierdurch eine Umschaltung des Umgehungsventilelements aus dem Versorgungszustand in den Umgehungszustand zu bewirken. In der Folge kann verhindert werden, dass das Temperierfluid mit einer übermäßig hohen Temperatur in den Energiespeicher einströmt. Beispielsweise wird das Umgehungsventilelement, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, dann aus dem Versorgungszustand in den Umgehungszustand umgeschaltet, wenn, insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung, ermittelt wird, dass die mittels des Temperatursensors erfasste Temperatur des Temperierfluids einen vorgebbaren oder vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
  • Da das Umgehungsventilelement ebenfalls in dem Gehäuse angeordnet ist, ist das Umgehungsventilelement ebenfalls Bestandteil der zuvor beschriebenen Baueinheit, so dass die Temperiereinrichtung und somit der Energiespeicher besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann.
  • Da der Temperatursensor in dem Gehäuse angeordnet ist, ist der Temperatursensor ebenfalls Bestandteil der zuvor genannten Baueinheit, so dass die Temperiereinrichtung besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann.
  • Um die Temperatur des Temperierfluids in dem Vorlaufleitungselement besonders vorteilhaft erfassen und somit eine besonders hohe Sicherheit realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Temperatursensor in Strömungsrichtung des das Vorlaufleitungselement durchströmenden und dabei zu dem Energiespeicher hinströmenden und in den Energiespeicher einströmenden Temperierfluids stromauf oder stromab des Umgehungsventilelements angeordnet ist.
  • Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in dem Gehäuse und in dem Rücklaufleitungselement ein Ventilelement angeordnet. Dabei ist das Ventilelement ebenfalls Bestandteil der Baueinheit, so dass die Temperiereinrichtung einfach und zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann. Mittels des Ventilelements ist eine auch als Rückströmung bezeichnete Strömung des Temperierfluids aus dem Rücklaufleitungselement in den Energiespeicher unterbindbar. Beispielsweise ist das Umgehungsleitungselement an einer Verbindungsstelle fluidisch mit dem Rücklaufleitungselement verbindbar oder verbunden, so dass das das Umgehungsleitungselement durchströmende Temperierfluid an der Verbindungsstelle aus dem Umgehungsleitungselement ausströmen und in das Rücklaufleitungselement einströmen kann. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn in Strömungsrichtung des das Rücklaufleitungselement durchströmende Temperierfluids das genannte Ventilelement stromauf der Verbindungsstelle angeordnet ist. Hierdurch kann vermieden werden, dass das das Umgehungsleitungselement durchströmende und den Energiespeicher umgehende Temperierfluid aus dem Rücklaufleitungselement in den Energiespeicher strömt, wodurch eine besonders hohe Sicherheit darstellbar ist.
  • Um die Kosten besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Ventilelement als, insbesondere federbelastetes, Rückschlagventil ausgebildet ist.
  • Um ein Rückströmen des Temperierfluids aus dem Rücklaufleitungselement in den Energiespeicher besonders bedarfsgerecht und sicher vermeiden zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Ventilelement, insbesondere aktiv, zwischen einem Verbindungszustand und einem Trennzustand umschaltbar ist. In dem Verbindungszustand ist ein in Strömungsrichtung des das Rücklaufleitungselement durchströmenden und dabei von dem Energiespeicher wegströmenden Temperierfluids stromauf des Ventilelements angeordneter, erster Längenbereich des Rücklaufleitungselements mit einem in Strömungsrichtung des das Rücklaufleitungselement durchströmenden und von dem Energiespeicher wegströmenden Temperierfluids stromab des ersten Längenbereichs und stromab des Ventilelements angeordneten, zweiten Längenbereich über das Ventilelement fluidisch verbunden, so dass, insbesondere in einem Normalzustand, über das Rücklaufleitungselement das Temperierfluid aus dem Energiespeicher von dem Energiespeicher abgeführt werden kann. Mit anderen Worten lässt das Ventilelement in dem Verbindungszustand zu, dass das Temperierfluid aus dem Energiespeicher den ersten Längenbereich durchströmt, aus dem ersten Längenbereich ausströmt und in den zweiten Längenbereich strömt. In dem Trennzustand jedoch sind die Längenbereiche voneinander getrennt, so dass das Temperierfluid nicht von dem zweiten Längenbereich zurück in den ersten Längenbereich strömen kann. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die zuvor genannte Verbindungsstelle in dem zweiten Längenbereich angeordnet ist.
  • Insbesondere ist es denkbar, dass das Ventilelement elektrisch und somit durch Bestromen des Ventilelements, das heißt durch Versorgen des Ventilelements mit elektrischem Strom, aus dem Trennzustand in den Verbindungszustand umschaltbar ist. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass in stromlosem Zustand des Ventilelements, das heißt dann, wenn ein Versorgen des Ventilelements mit elektrischem Strom unterbleibt beziehungsweise beendet wird, das Ventilelement den Trennzustand einnimmt beziehungsweise aus dem Verbindungszustand in den Trennzustand zurückkehrt.
  • Um eine besonders hohe Sicherheit auf besonders bedarfsgerechte Weise realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Ventilelement mechanisch, hydraulisch oder elektrisch aus dem Verbindungszustand in den Trennzustand und/oder aus dem Trennzustand in den Verbindungszustand schaltbar ist. Beispielsweise kann das Ventilelement relativ zu dem Gehäuse, insbesondere translatorisch und/oder rotatorisch, zwischen wenigstens einer den Verbindungszustand bewirkenden Verbindungsstelle und wenigstens einer den Trennzustand bewirkenden Trennstellung bewegt werden.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches eine Temperiereinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
    • 1 ausschnittsweise eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Temperiereinrichtung zum Temperieren eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug;
    • 2 ausschnittsweise eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Temperiereinrichtung;
    • 3 ausschnittsweise eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Temperiereinrichtung; und
    • 4 ausschnittsweise eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der Temperiereinrichtung.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform einer Temperiereinrichtung 1 zum Temperieren eines elektrischen Energiespeichers 2 für ein Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Temperiereinrichtung 1 und den Energiespeicher 2 aufweist, welcher vorliegend Bestandteil der Temperiereinrichtung 1 ist. Der Energiespeicher 2 ist eine Hochvolt-Komponente. Der Energiespeicher 2 umfasst ein Speichergehäuse 3, welches, insbesondere direkt, einen Aufnahmeraum 4 begrenzt. Des Weiteren umfasst der Energiespeicher 2 in 1 nicht dargestellte Speicherzellen, welche separat voneinander ausgebildet und somit als einzelne Zellen ausgebildet sind. Mittels der Speicherzellen und somit mittels des Energiespeichers 2 ist elektrische Energie, insbesondere elektrochemisch, zu speichern oder gespeichert. Die Speicherzellen sind dabei in dem Aufnahmeraum 4 angeordnet.
  • Der Energiespeicher 2 ist in einem von einem Temperierfluid durchströmbaren Temperierkreislauf angeordnet, welcher auch als Temperierkreis bezeichnet wird. Vorzugsweise ist das Temperierfluid eine Flüssigkeit. Mittels des Temperierfluids kann der Energiespeicher 2, insbesondere die Speicherzellen, temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt werden. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Temperierfluid ein Kühlmittel ist oder zumindest als Kühlmittel verwendbar ist, mittels welchem der Energiespeicher 2, insbesondere die Speicherzellen, gekühlt werden kann. Das Temperierfluid kann den Energiespeicher 2, insbesondere das Speichergehäuse 3, durchströmen und hierdurch den Energiespeicher 2 temperieren. Insbesondere kann in dem Energiespeicher 2, insbesondere in dem Speichergehäuse 3, wenigstens ein Strömungskanal verlaufen, welcher von dem Temperierfluid durchströmbar ist. Somit kann der Energiespeicher 2, insbesondere die Speicherzellen, mittels des Strömungskanals und mittels des den Strömungskanal durchströmenden Temperierfluids temperiert werden.
  • Die Temperiereinrichtung 1 weist ein Vorlaufleitungselement 5 auf, welches auch als Vorlaufleitung oder Vorlauf, Zulaufleitungselement, Zulaufleitung oder Zulauf bezeichnet wird. Der Vorlauf ist von dem Temperierfluid durchströmbar und dabei vorzugsweise in dem Temperierkreislauf angeordnet. Über den Vorlauf (Vorlaufleitungselement 5) kann das den Vorlauf durchströmende Temperierfluid in den Energiespeicher 2 und dabei insbesondere in das Speichergehäuse 3, mithin in den Strömungskanal eingeleitet werden. Aus 1 ist erkennbar, dass der Vorlauf außerhalb des Energiespeichers 2 und dabei insbesondere außerhalb des Speichergehäuses 3 und somit in einer den Energiespeicher 2, insbesondere das Speichergehäuse 3, umgebenden Umgebung 6 des Energiespeichers 2 verläuft, so dass mittels des Vorlaufs das den Vorlauf durchströmende Temperierfluid von außerhalb des Energiespeichers 2, das heißt von oder aus der Umgebung 6 in den Energiespeicher 2 eingeleitet werden kann. Hierzu weist der Vorlauf einen Einlass 7 auf, über welchen, wie in 1 durch einen Pfeil 8 dargestellt ist, das Temperierfluid in den Vorlauf einleitbar ist. Der Vorlauf (Vorlaufleitungselement 5) weist außerdem einen Auslass 9 auf, über welchen das den Vorlauf durchströmenden Temperierfluid aus dem Vorlauf ausleitbar und in der Folge in den Energiespeicher 2 einleitbar ist. In vollständig hergestelltem Zustand der Temperiereinrichtung 1 ist beispielsweise der Vorlauf über die Auslassöffnung fluidisch mit dem Energiespeicher 2, insbesondere den Strömungskanal, verbunden. Die Temperiereinrichtung 1 weist außerdem ein Rücklaufleitungselement 10 auf, welches auch als Rücklaufleitung oder Rücklauf bezeichnet wird und von dem Temperierfluid durchströmbar ist oder durchströmt wird, insbesondere nachdem das Temperierfluid den Vorlauf und daraufhin den Energiespeicher 2, das heißt den Strömungskanal durchströmt hat. Über den Rücklauf ist das den Energiespeicher 2 durchströmende Temperierfluid von dem Energiespeicher 2 abführbar, wie dies durch Pfeile 11 und 12 veranschaulicht ist. Ein Pfeil 13 veranschaulicht das Temperierfluid, welches den Auslass 9 durchströmt und somit über den Auslass 9 aus dem Vorlauf ausströmt und in den Energiespeicher 2, insbesondere in den Strömungskanal, einströmt.
  • Der Rücklauf (Rücklaufleitungselement 10) weist einen zweiten Einlass 14 auf, über welchen, wie durch den Pfeil 12 veranschaulicht ist, das aus dem Energiespeicher 2, insbesondere aus dem Strömungskanal, ausströmende Temperierfluid in den Rücklauf einleitbar ist beziehungsweise einströmt. Daraufhin strömt das Temperierfluid aus dem Energiespeicher 2 durch den Rücklauf. Der Rücklauf (Rücklaufleitungselement 10) weist einen zweiten Auslass 15 auf, über welchen das in den Rücklauf durchströmende und dabei von dem Energiespeicher 2 wegströmende Temperierfluid aus dem Rücklauf ausleitbar und somit von dem Energiespeicher 2 wegführbar ist. Dies ist durch den Pfeil 11 dargestellt. Aus 1 ist erkennbar, dass die Leitungselemente des Energiespeichers 2 somit in der Umgebung 6 verlaufen, so dass das aus dem Energiespeicher 2 ausströmende und über den zweiten Einlass 14 in den Rücklauf einströmende Temperierfluid aus dem Energiespeicher 2 ausströmt und an oder in die Umgebung 6 strömt. Somit gehört beispielsweise der Rücklauf wie auch der Vorlauf zur Umgebung 6.
  • Um nun die Temperiereinrichtung 1 auf besonders zeit- und kostengünstige Weise herstellen und gleichzeitig eine besonders hohe Sicherheit realisieren zu können, sind die Leitungselemente (Vorlauf und Rücklauf) in einem den Leitungselementen gemeinsamen Gehäuse 16 angeordnet. Das Gehäuse 16 und das Speichergehäuse 3 sind separat voneinander ausgebildete und zumindest mittelbar, insbesondere direkt, miteinander verbundene Komponenten. Insbesondere sind das Gehäuse 16 und das Speichergehäuse 3 zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mechanisch miteinander verbunden, wodurch der Vorlauf und der Rücklauf fluidisch mit dem Energiespeicher, insbesondere mit dem Speichergehäuse 3 und ganz insbesondere mit dem zuvor genannten Strömungskanal, verbunden sind. Insbesondere veranschaulicht der Pfeil 12 das aus dem Strömungskanal ausströmende und dabei über den zweiten Einlass 14 in den Rücklauf einströmende Temperierfluid.
  • In dem Gehäuse 16 ist außerdem ein Umgehungsleitungselement 17 angeordnet, welches vorzugsweise vollständig in dem Gehäuse 16 verläuft. Es ist erkennbar, dass das Gehäuse und das Umgehungsleitungselement 17 außerhalb des Energiespeichers 2 angeordnet sind. Das Umgehungsleitungselement 17 ist fluidisch mit dem Vorlauf und dem Rücklauf verbunden, wodurch über das Umgehungsleitungselement 17 der Energiespeicher 2 von dem den Vorlauf, das heißt zumindest einen Teilbereich des Vorlaufs, durchströmenden Temperierfluid zu umgehen ist. Dies wird im Folgenden noch genauer erläutert.
  • Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist das Umgehungsleitungselement 17 an einer ersten Verbindungsstelle V1 fluidisch mit dem Rücklauf verbindbar oder verbunden. Des Weiteren ist das Umgehungsleitungselement 17 an einer zweiten Verbindungsstelle V2 fluidisch mit dem Vorlauf verbunden oder verbindbar. Das Umgehungsleitungselement 17 wird auch als Umgehungsleitung, Bypass oder Bypassleitung bezeichnet. Mittels der Umgehungsleitung (Umgehungsleitungselement 17) kann an der Verbindungsstelle V2 das, insbesondere gesamte, den Vorlauf durchströmende Temperierfluid aus dem Vorlauf abgezweigt und in die Umgehungsleitung eingeleitet werden. Das mittels der Umgehungsleitung aus dem Vorlauf abgezweigte und hierdurch in die Umgehungsleitung eingeleitete Temperierfluid durchströmt die Umgehungsleitung und umgeht dabei den Energiespeicher 2, so dass das die Umgehungsleitung durchströmende Temperierfluid nicht über den Vorlauf in den Energiespeicher 2 einströmt und nicht den Energiespeicher 2 durchströmt. Das die Umgehungsleitung durchströmende Temperierfluid wird von der Verbindungsstelle V2 zu der Verbindungsstelle V1 geführt und an der Verbindungsstelle V1 in den Rücklauf eingeleitet, woraufhin das die Umgehungsleitung durchströmende Temperierfluid die Rücklaufleitung durchströmen kann. Mittels der Umgehungsleitung kann beispielsweise dann, wenn es in dem Energiespeicher 2 zu einer Leckage, beispielsweise des Strömungskanals, gekommen ist, vermieden werden, dass über den Vorlauf eine übermäßige Menge des Temperierfluids nachfließt und somit eine übermäßige Menge des Temperierfluids in in dem Energiespeicher 2 angeordnete Bereiche vordringt, in welchen eine übermäßige Menge des Temperierfluids nachteilig sein könnte.
  • Dabei bilden das Gehäuse 16, das Umgehungsleitungselement 17, das Vorlaufleitungselement 5 und das Rücklaufleitungselement 10 eine an sich, das heißt durch sich alleine betrachtet und/oder unabhängig von dem Energiespeicher 2, insbesondere vollständig, zusammengebaute und montierte Baueinheit 18, welche auch als kombiniertes Bauteil bezeichnet wird. Die Baueinheit 18 ist in insbesondere vormontiertem und hergestelltem Zustand handhabbar und, insbesondere an den Energiespeicher 2, montierbar, wodurch die Temperiereinrichtung 1 besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann. Um beispielsweise die Temperiereinrichtung 1 herzustellen, wird die Baueinheit 18 gehandhabt und, insbesondere direkt, an dem Speichergehäuse 3 angeordnet, insbesondere derart, dass das Gehäuse 16, insbesondere direkt, mechanisch mit dem Speichergehäuse 3 verbunden wird. Hierdurch werden der Rücklauf und der Vorlauf fluidisch mit dem Energiespeicher 2, insbesondere dem Strömungskanal, verbunden.
  • Die Baueinheit 18 umfasst bei der ersten Ausführungsform eine Umgehungsventilelement 19, welches auch einfach als Umgehungsventil bezeichnet wird. Das Umgehungsventil ist in dem Gehäuse 16 und dabei in dem Vorlauf und in der Umgehungsleitung angeordnet. Insbesondere ist das Umgehungsventil beispielsweise an der Verbindungsstelle V2, insbesondere in dem Vorlauf, angeordnet. Das Umgehungsventil ist zwischen einem Versorgungszustand V und einem Umgehungszustand U umschaltbar, wobei sich das Umgehungsventil in 1 in dem Umgehungszustand U befindet. In dem Versorgungszustand V ist das den Vorlauf durchströmende Temperierfluid über den Vorlauf dem Energiespeicher 2 zuführbar, mithin in den Energiespeicher 2, insbesondere in das Speichergehäuse 3 und ganz insbesondere in den Strömungskanal, einleitbar, insbesondere von außerhalb, das heißt aus der Umgebung 6. Hierzu ist beispielsweise in dem Versorgungszustand V ein erster Längenbereich L1 des Vorlaufs über das Umgehungsventil mit einem zweiten Längenbereich L2 des Vorlaufs fluidisch verbunden. Der Längenbereich L1 ist in Strömungsrichtung des den Vorlauf durchströmenden Temperierfluids stromauf des Umgehungsventils und stromauf des Längenbereichs L2 und stromauf des Auslasses 9 und stromauf des Energiespeichers 2 angeordnet, so dass der Längenbereich L2 stromab des Längenbereichs L1, stromab des Umgehungsventils und stromauf des Auslasses 9 und stromauf des Energiespeichers 2 angeordnet ist.
  • Ist in dem Versorgungszustand V die Umgehungsleitung mittels des Umgehungsventils an der Verbindungsstelle V2 von dem Längenbereich L1 und insbesondere auch von dem Längenbereich L2, insbesondere von dem Vorlauf, getrennt, so dass das den Vorlauf durchströmende Temperierfluid nicht aus dem Vorlauf abgezweigt und in die Umgehungsleitung eingeleitet wird.
  • In dem Umgehungszustand U jedoch ist der Längenbereich L1 mittels des Umgehungsventils von dem Längenbereich L2 getrennt, und der Längenbereich L1 ist über das Umgehungsventil mit der Umgehungsleitung (Umgehungsleitungselement 17) an der Verbindungsstelle V2 fluidisch verbunden. Somit wird das den Längenbereich L1 durchströmende Temperierfluid an der Verbindungsstelle V2 über das Umgehungsventil aus dem Vorlauf abgezweigt und in die Umgehungsleitung geleitet, so dass das den Längenbereich L1 durchströmende Temperierfluid nicht von dem Längenbereich L1 in den Längenbereich L2 und somit nicht in den Energiespeicher 2 hineinströmen kann. Das in die Umgehungsleitung eingeleitete Temperierfluid durchströmt die Umgehungsleitung und wird mittels der Umgehungsleitung zu der Verbindungsstelle V1 geführt und an der Verbindungsstelle V1 in den Rücklauf eingeleitet. Das die Umgehungsleitung durchströmende Temperierfluid strömt nicht in den Energiespeicher und durchströmt nicht den Energiespeicher. Somit ist in dem Umgehungszustand U über das Umgehungsventil das den Vorlauf durchströmende Temperierfluid aus dem Vorlauf abzweigbar, in die Umgehungsleitung einleitbar und über die Umgehungsleitung unter Umgehung des Energiespeichers 2 in den Rücklauf einleitbar.
  • Das Umgehungsventil wird auch als Bypassventil bezeichnet und kann vorzugsweise elektrisch zumindest aus dem Versorgungszustand V in den Umgehungszustand U geschaltet werden, beispielsweise mittels einer in den Figuren nicht dargestellten, elektronischen Recheneinrichtung. Die Baueinheit 18 umfasst außerdem einen in dem Gehäuse 16 und in dem Vorlauf angeordneten Temperatursensor 21, mittels welchem eine Temperatur des den Vorlauf durchströmenden Temperierfluids erfasst werden kann. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform ist der Temperatursensor 21 in Strömungsrichtung des den Vorlauf durchströmenden Temperierfluids stromab des Umgehungsventils angeordnet.
  • Des Weiteren umfasst bei der in 1 gezeigten Ausführungsform die Baueinheit 18 ein in dem Gehäuse 16 angeordnetes Ventilelement 20, welches in dem Rücklauf angeordnet ist. Mittels des Ventilelements 20 kann eine Strömung des Temperierfluids aus dem Rücklauf über den Einlass 14 in den Energiespeicher 2 vermieden werden. Bei der ersten Ausführungsform ist das Ventilelement 20, beispielsweise mechanisch, hydraulisch oder elektrisch, zwischen einem Verbindungszustand VZ und einem Trennzustand T umschaltbar. In dem Verbindungszustand VZ ist ein in Strömungsrichtung des den Rücklauf durchströmenden und dabei von dem Energiespeicher 2 wegströmenden Temperierfluids stromauf des Ventilelements 20 angeordneter, dritter Längenbereich L3 des Rücklaufs über das Ventilelement 20 mit einem in Strömungsrichtung des den Rücklauf durchströmenden und dabei von dem Energiespeicher 2 wegströmenden Temperierfluids stromab des Längenbereichs L3 und stromab des Ventilelements 20 angeordneten, vierten Längenbereich L4 des Rücklaufs fluidisch verbunden. Es ist erkennbar, dass in Strömungsrichtung des den Rücklauf durchströmenden Temperierfluids der Längenbereich L3 stromauf des Längenbereichs L4 und stromauf des Auslasses 15 angeordnet ist, und der Längenbereich L3 ist stromab des Einlasses 14 angeordnet. Der Längenbereich L4 ist stromab des Längenbereichs L3 und stromab des Ventilelements 20 und stromauf des Auslasses 15 angeordnet. Außerdem ist erkennbar, dass die Verbindungsstelle V1 in dem Längenbereich L4 angeordnet ist. In dem Trennzustand T sind die Längenbereiche L3 und L4 mittels des Ventilelements 20 voneinander getrennt, so dass das Temperierfluid, welches an der Verbindungsstelle V1 aus der Umgehungsleitung ausströmt und in den Längenbereich L4 einströmt, nicht aus dem Längenbereich L4 über das Ventilelement 20, den Längenbereich L3 und den Einlass 14 in den Energiespeicher 2 rückströmen kann. Dadurch kann sicher vermieden werden, dass beispielsweise in einem Fehlerfall eine übermäßige Menge des Temperierfluids unerwünschter Weise in den Energiespeicher 2 hineinströmt.
  • Insbesondere ist das Umgehungsventil ein beispielsweise elektrisch angesteuertes oder ansteuerbares Bypassventil in dem Temperierkreislauf. Dabei sind sowohl der Rücklauf als auch der Vorlauf sowie die Umgehungsleitung, das Umgehungsventil und das Ventilelement 20 sowie der Temperatursensor 21 in das Gehäuse 16 beziehungsweise in die Baueinheit 18 integriert. Insbesondere durch das Ventilelement 20 kann ein unbeabsichtigtes Rück- oder Nachlaufen des Temperierfluids in den einfach auch als Speicher bezeichneten Energiespeicher 2 unterbunden werden. Der Rücklauf wird auch als Rücklaufpfad bezeichnet, in dem das Ventilelement 20 integriert ist, welches beispielsweise mechanisch, hydraulisch oder elektrisch ansteuerbar oder angesteuert ist. Das Umgehungsventilelement 19 und das Ventilelement 20 und der Temperatursensor 21 sowie vorzugsweise auch der Rücklauf, der Vorlauf und die Umgehungsleitung sind Bauteile oder Komponenten, die in das den Bauteilen gemeinsame Gehäuse 16 integriert sind und die Baueinheit 18 bilden.
  • Um eine besonders Bauraumeffizienz zu realisieren und einen Anteil oder eine Anzahl an beziehungsweise von erforderlichen Leitungen zum Führen des Temperierfluids besonders gering halten zu können, kann die Baueinheit 18 direkt an den Energiespeicher 2, insbesondere an das Speichergehäuse 3, montiert werden oder sein, worunter insbesondere zu verstehen ist, dass vorzugsweise das Gehäuse 16 das Speichergehäuse 3 direkt berührt, oder beispielsweise ist Gehäuse 16 unter Vermittlung vorzugsweise genau eines insbesondere separat von dem Speichergehäuse 3 und/oder separat von dem Gehäuse 16 ausgebildeten Dichtungselements an dem Speichergehäuse 3 abgestützt. Mittels des Dichtungselements sind beispielsweise der Auslass 9 und der Einlass 14 beziehungsweise der Vorlauf und der Rücklauf insbesondere gegenüber der Umgebung 6 abgedichtet. Dadurch, dass das Temperierfluid den Energiespeicher 2 über die Umgehungsleitung umgehen kann, kann gewährleistet werden, dass andere, zusätzlich zu dem Energiespeicher 2 in den Temperierkreislauf angeordnete Komponenten, die beispielsweise in Strömungsrichtung des den Temperierkreislauf durchströmenden Temperierfluids stromab der Verbindungsstelle V1 angeordnet sind, weiterhin mit dem Temperierfluid versorgt werden, obwohl insbesondere aus Sicherheitsgründen der Energiespeicher 2 abgesperrt wird, mithin sich das Umgehungsventilelement 19 in dem Umgehungszustand U und vorzugsweise das Ventilelement 20 in dem Trennzustand T befindet.
  • 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Temperiereinrichtung 1. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der ersten Ausführungsform, dass das Ventilelement 20 bei der zweiten Ausführungsform als ein insbesondere federbelastetes Rückschlagventil, welches eine Strömung des Temperierfluids von dem Längenbereich L3 über das Rückschlagventil zu dem und in den Längenbereich L4 zulässt, jedoch eine umgekehrte Strömung des Temperierfluids von dem Längenbereich L4 über das Rückschlagventil in den Längenbereich L3 unterbindet. Dadurch können die Kosten besonders gering gehalten werden.
  • 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Temperiereinrichtung 1. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich insbesondere dadurch von der ersten Ausführungsform, dass der Temperatursensor 21 stromauf des Umgehungsventilelements 19 und insbesondere stromauf der Verbindungsstelle V2 angeordnet ist.
  • Schließlich zeigt 4 eine vierte Ausführungsform der Temperiereinrichtung 1. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich nur dadurch von der dritten Ausführungsform, dass das Ventilelement 20 als insbesondere federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet ist. Außerdem ist in 4 veranschaulicht, dass die Baueinheit 18 direkt an dem Speichergehäuse 3 gehalten ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Temperiereinrichtung
    2
    Energiespeicher
    3
    Speichergehäuse
    4
    Aufnahmeraum
    5
    Vorlaufleitungselement
    6
    Umgebung
    7
    Einlass
    8
    Pfeil
    9
    Auslass
    10
    Rücklaufleitungselement
    11
    Pfeil
    12
    Pfeil
    13
    Pfeil
    14
    Einlass
    15
    Auslass
    16
    Gehäuse
    17
    Umgehungsleitungselement
    18
    Baueinheit
    19
    Umgehungsventilelement
    20
    Ventilelement
    21
    Temperatursensor
    L1
    Längenbereich
    L2
    Längenbereich
    L3
    Längenbereich
    L4
    Längenbereich
    T
    Trennzustand
    U
    Umgehungszustand
    V
    Versorgungszustand
    VZ
    Verbindungszustand
    V1
    Verbindungsstelle
    V2
    Verbindungsstelle
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015220623 A1 [0002]
    • DE 102012024080 A1 [0002]
    • DE 102016200362 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Temperiereinrichtung (1) zum Temperieren eines elektrischen Energiespeichers (2) für ein Kraftfahrzeug, mit einem von einem Temperierfluid zum Temperieren des Energiespeichers (2) durchströmbaren Vorlaufleitungselement (5) als erstem Leitungselement, über welches das das Vorlaufleitungselement (5) durchströmende Temperierfluid in den Energiespeicher (2) einleitbar ist, und mit einem von dem Temperierfluid durchströmbaren Rücklaufleitungselement (10) als zweitem Leitungselement, über welches das den Energiespeicher (1) durchströmende Temperierfluid von dem Energiespeicher (1) abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungselemente in einem den Leitungselementen gemeinsamen Gehäuse (16) angeordnet sind, in welchem auch ein fluidisch mit den Leitungselementen verbundenes oder verbindbares Umgehungsleitungselement (17) angeordnet ist, über welches der Energiespeicher (2) von dem Temperierfluid zu umgehen ist.
  2. Temperiereinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (16) auch ein Umgehungsventilelement (19) angeordnet ist, welches umschaltbar ist zwischen: - einem Versorgungszustand (V), in welchem das das Vorlaufleitungselement (5) durchströmende Temperierfluid über das Vorlaufleitungselement (5) dem Energiespeicher (2) zuführbar ist, und - einem Umgehungszustand (U), in welchem über das Umgehungsventilelement (19) das das Vorlaufleitungselement (5) durchströmende Temperierfluid aus dem Vorlaufleitungselement (5) abzweigbar, in das Umgehungsleitungselement (17) einleitbar und über das Umgehungsleitungselement (17) unter Umgehung des Energiespeichers (2) in das Rücklaufleitungselement (10) einleitbar ist.
  3. Temperiereinrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umgehungsventilelement (19) elektrisch zumindest aus dem Versorgungszustand (V) in den Umgehungszustand (U) umschaltbar ist.
  4. Temperiereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (16) und in dem Vorlaufleitungselement (5) auch ein Temperatursensor (21) angeordnet ist, mittels welchem eine Temperatur des das Vorlaufleitungselement (5) durchströmenden Temperierfluids erfassbar ist.
  5. Temperiereinrichtung (1) nach Anspruch 4 in dessen Rückbezug auf Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (21) stromauf oder stromab des Umgehungsventilelements (19) angeordnet ist.
  6. Temperiereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (16) und in dem Rücklaufleitungselement (10) ein Ventilelement (20) angeordnet ist, mittels welchem eine Strömung des Temperierfluids aus dem Rücklaufleitungselement (10) in den Energiespeicher (2) unterbindbar ist.
  7. Temperiereinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (20) als, insbesondere federbelastetes, Rückschlagventil ausgebildet ist.
  8. Temperiereinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (20) umschaltbar ist zwischen: - einem Verbindungszustand (VZ), in welchem ein in Strömungsrichtung des das Rücklaufleitungselement (10) durchströmenden und von dem Energiespeicher (2) wegströmenden Temperierfluids stromauf des Ventilelements (20) angeordneter, erstes Längenbereich (L3) des Rücklaufleitungselements (10) mit einem in Strömungsrichtung des das Rücklaufleitungselement (10) durchströmenden und von dem Energiespeicher (2) wegströmenden Temperierfluids stromab des ersten Längenbereiches (L3) und stromab des Ventilelements (20) angeordneten, zweiten Längenbereich (L4) über das Ventilelement (20) fluidisch verbunden ist, und - einem Trennzustand (T), in welchem die Längenbereiche (L3, L4) mittels des Ventilelements (20) fluidisch voneinander getrennt sind.
  9. Temperiereinrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (20) mechanisch, hydraulisch oder elektrisch aus dem Verbindungszustand (VZ) in den Trennzustand (T) und/oder aus dem Trennzustand (T) in den Verbindungszustand (TZ) schaltbar ist.
  10. Kraftfahrzeug, mit einer Temperiereinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. https://ipa-lecomp.bmw.com/Tasks/External/ORD92874
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