DE102021200883A1 - Temperature control system for an electrochemical energy store of an electrically operable vehicle, method for cooling an energy store and electrically operable vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Temperiersystem (100) zum Temperieren eines elektrochemischen Energiespeichers (201) in einem wenigstens teilweise elektrisch betreibbaren Fahrzeug (200), wobei das Temperiersystem (100) zwischen einem Kühlmodus (CM) und einem Heizmodus (HM) verschaltbar ist und umfasst:einen Temperierkreislauf (101) mit einer ersten Wärmetauschereinheit (103),einer zweiten Wärmetauschereinheit (105) und einem Temperierfluid, wobei der Temperierkreislauf (101) in einem thermischen Kontakt zu einem zu temperierenden elektrochemischen Energiespeicher (201) steht, wobei im Kühlmodus (CM) die erste Wärmetauschereinheit (103) als Kondensator und die zweite Wärmetauschereinheit (105) als Verdampfer betrieben werden und eingerichtet sind, eine Wärmemenge vom elektrochemischen Energiespeicher (201) an eine Umgebung des Temperierkreislaufs (101) zu transportieren, und wobei im Heizmodus (HM) die erste Wärmetauschereinheit (103) als Verdampfer und die zweite Wärmetauschereinheit (105) als Kondensator betrieben werden und eingerichtet sind, eine Wärmemenge von der Umgebung des Temperierkreislaufs (101) zum elektrochemischen Energiespeicher (201) zu transportieren; und eine Temperiereinheit (107), wobei die Temperiereinheit (107) eingerichtet ist,im Kühlmodus (CM) des Temperierkreislaufs (101) einen Kondensationsdruck und eine Kondensationstemperatur des Temperierfluids innerhalb der ersten Wärmetauschereinheit (103) herabzusetzen.Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug (200) mit einem Temperiersystem (100) und ein Verfahren (300) zum Kühlen mit einem Temperiersystem (100).The invention relates to a temperature control system (100) for controlling the temperature of an electrochemical energy store (201) in an at least partially electrically operated vehicle (200), the temperature control system (100) being switchable between a cooling mode (CM) and a heating mode (HM) and comprising: a temperature control circuit (101) with a first heat exchanger unit (103), a second heat exchanger unit (105) and a temperature control fluid, wherein the temperature control circuit (101) is in thermal contact with an electrochemical energy store (201) to be temperature controlled, wherein in the cooling mode (CM) the first heat exchanger unit (103) is operated as a condenser and the second heat exchanger unit (105) as an evaporator and is set up to transport a quantity of heat from the electrochemical energy store (201) to an environment of the temperature control circuit (101), and wherein in the heating mode (HM) the first heat exchanger unit (103) as an evaporator and the second heat exchanger unit (105) are operated as a condenser and are set up to transport a quantity of heat from the surroundings of the temperature control circuit (101) to the electrochemical energy store (201); and a temperature control unit (107), wherein the temperature control unit (107) is set up to reduce a condensation pressure and a condensation temperature of the temperature control fluid within the first heat exchanger unit (103) in the cooling mode (CM) of the temperature control circuit (101).The invention also relates to a vehicle (200 ) with a temperature control system (100) and a method (300) for cooling with a temperature control system (100).

Description

Die Erfindung betrifft ein Temperiersystem für einen elektrochemischen Energiespeicher eines wenigstens teilweise betreibbaren Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein elektrisch betreibbares Fahrzeug mit einem solchen Temperiersystem. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Kühlen elektrochemischen Energiespeicher mit einem solchen Temperiersystem.The invention relates to a temperature control system for an electrochemical energy store of an at least partially operable vehicle. The invention also relates to an electrically operated vehicle with such a temperature control system. The invention also relates to a method for cooling electrochemical energy stores with such a temperature control system.

Stand der TechnikState of the art

Für die Erweiterung von Reichweite und Leistung von Elektrofahrzeugen spielt das thermische System, das sowohl aus Kühlmittel- als auch aus Kältemittelkreisläufen besteht, eine wichtige Rolle. Das Kältemittelsystem kann sowohl zur thermischen Steuerung der Kabine als auch der Antriebskomponenten eingesetzt werden. Die beiden Hauptbetriebsarten sind der Klimaanlagenbetrieb als Kühlbetrieb bei höheren Umgebungstemperaturen und der Wärmepumpenbetrieb als Heizbetrieb bei niedriger Umgebungstemperatur. Das Kältemittelsystem besteht hauptsächlich aus vier miteinander verbundenen Einheiten, einem Kondensator, einem Verdampfer, einem Verdichter und Expansionselement. Der Verdampfer und der Kondensator dienen hierbei zum Wärmetransport zwischen der Umgebung und dem Inneren des Fahrzeugs beziehungsweise dem zu temperierenden elektrochemischen Energiespeicher.The thermal system, which consists of both coolant and refrigerant circuits, plays an important role in extending the range and performance of electric vehicles. The refrigerant system can be used for thermal control of the cabin as well as the drive components. The two main operating modes are air conditioning operation as cooling operation at higher ambient temperatures and heat pump operation as heating operation at low ambient temperatures. The refrigeration system consists mainly of four interconnected units, a condenser, an evaporator, a compressor and an expansion element. The evaporator and the condenser are used here to transport heat between the environment and the interior of the vehicle or the electrochemical energy store to be temperature-controlled.

Für eine optimale Leistung des elektrochemischen Energiespeichers muss dieser in einem vorbestimmten Temperaturbereich gehalten werden und darf weder zu warm noch zu kalt werden. Bei stark variierenden Umgebungstemperaturen besteht nun die Problematik, den zu temperierenden elektrochemischen Energiespeicher in dem bevorzugten Temperaturbereich zu halten.For optimal performance of the electrochemical energy store, it must be kept within a predetermined temperature range and must neither become too warm nor too cold. In the case of strongly varying ambient temperatures, there is now the problem of keeping the electrochemical energy store to be tempered in the preferred temperature range.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Temperiersystem eines elektrochemischen Energiespeichers in einem elektrisch betreibbaren Fahrzeug bereitzustellen. Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug mit einem verbesserten Temperiersystem bereitzustellen. Es ist ferner eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Kühlen eines elektrochemischen Energiespeichers mit einem verbesserten Temperiersystem bereitzustellen.It is therefore an object of the invention to provide an improved temperature control system for an electrochemical energy store in an electrically operable vehicle. It is also an object of the present invention to provide a vehicle with an improved temperature control system. It is also an object of the invention to provide a method for cooling an electrochemical energy store with an improved temperature control system.

Diese Aufgaben werden durch das Temperiersystem, das Fahrzeug und das Verfahren der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der untergeordneten Ansprüche.These objects are solved by the temperature control system, the vehicle and the method of the independent claims. Advantageous configurations are the subject matter of the subordinate claims.

Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Temperiersystem zum Temperieren eines elektrochemischen Energiespeichers in einem wenigstens teilweise elektrisch betreibbaren Fahrzeug bereitgestellt, wobei das Temperiersystem zwischen einem Kühlmodus und einem Heizmodus verschaltbar ist und umfasst: einen Temperierkreislauf mit einer ersten Wärmetauschereinheit, einer zweiten Wärmetauschereinheit und einem Temperierfluid, wobei der Temperierkreislauf in einem thermischen Kontakt zu einem zu temperierenden elektrochemischen Energiespeicher steht, wobei im Kühlmodus die erste Wärmetauschereinheit als Kondensator und die zweite Wärmetauschereinheit als Verdampfer betrieben werden und eingerichtet sind, eine Wärmemenge vom elektrochemischen Energiespeicher an eine Umgebung des Temperierkreislaufs zu transportieren, und wobei im zweiten Temperiermodus die erste Wärmetauschereinheit als Verdampfer und die zweite Wärmetauschereinheit als Kondensator betrieben werden und eingerichtet sind, eine Wärmemenge von der Umgebung des Temperierkreislaufs zum elektrochemischen Energiespeicher zu transportieren; und eine Temperiereinheit, wobei die Temperiereinheit eingerichtet ist, im Kühlmodus des Temperierkreislaufs einen Kondensationsdruck und eine Kondensationstemperatur des Temperierfluids innerhalb der ersten Wärmetauschereinheit herabzusetzen.According to one aspect of the invention, a temperature control system is provided for controlling the temperature of an electrochemical energy store in a vehicle that can be operated at least partially electrically, the temperature control system being switchable between a cooling mode and a heating mode and comprising: a temperature control circuit with a first heat exchanger unit, a second heat exchanger unit and a temperature control fluid, wherein the temperature control circuit is in thermal contact with an electrochemical energy store to be temperature-controlled, wherein in the cooling mode the first heat exchanger unit is operated as a condenser and the second heat exchanger unit is operated as an evaporator and is set up to transport a quantity of heat from the electrochemical energy store to an area surrounding the temperature control circuit, and wherein in the second tempering mode, the first heat exchanger unit is operated as an evaporator and the second heat exchanger unit is operated as a condenser and is set up to generate heat to transport amount of the environment of the temperature control circuit for electrochemical energy storage; and a temperature control unit, wherein the temperature control unit is set up to reduce a condensation pressure and a condensation temperature of the temperature control fluid within the first heat exchanger unit in the cooling mode of the temperature control circuit.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein verbessertes Temperiersystem zum Temperieren eines elektrochemischen Energieträgers in einem wenigstens teilweise elektrisch betreibbaren Fahrzeug bereitgestellt werden kann. Das Temperiersystem kann hierbei zwischen einem Heizmodus und einem Kühlmodus verschaltet werden, wobei in einem Heizmodus eine Wärmemenge von einer Umgebung eines Temperierkreislaufs des Temperiersystems zum zu temperierenden elektrochemischen Energiespeicher geleitet werden kann, und wobei in einem Kühlmodus eine Wärmemenge vom elektrochemischen Energiespeicher zur Umgebung des Temperierkreislaufs transferiert werden kann. Für den Fall, dass das Temperiersystem in den Kühlmodus geschaltet ist, kann über eine Temperiereinheit ein Kondensationsdruck und eine Kondensationstemperatur einer als Kondensator betriebenen Wärmetauschereinheit des Temperierkreislaufs herabgesetzt werden. Über das Herabsetzen des Kondensationsdrucks und der Kondensationstemperatur innerhalb der als Kondensator betriebenen Wärmetauschereinheit kann eine Kühlleistung des Temperiersystems erhöht werden, indem durch den herabgesetzten Kondensationsdruck und die herabgesetzte Kondensationstemperatur des Temperierfluids innerhalb der als Kondensator betriebenen Wärmetauschereinheit eine vom Temperierfluid während des isothermen Kondensationsvorgangs an die Umgebung der Wärmetauschereinheit abgegebene Wärmemenge erhöht werden kann. Damit kann die durch das Temperierfluid zum Kühlen des elektrochemischen Energiespeichers aufnehmbare Wärmemenge ebenfalls erhöht werden.As a result, the technical advantage can be achieved that an improved temperature control system for temperature control of an electrochemical energy carrier can be provided in an at least partially electrically operable vehicle. The temperature control system can be switched between a heating mode and a cooling mode, in which case in a heating mode a quantity of heat can be conducted from the surroundings of a temperature control circuit of the temperature control system to the electrochemical energy store to be temperature-controlled, and in a cooling mode a quantity of heat can be transferred from the electrochemical energy store to the surroundings of the temperature control circuit can be. If the temperature control system is switched to the cooling mode, a condensation pressure and a condensation temperature of a heat exchanger unit of the temperature control circuit operated as a condenser can be reduced via a temperature control unit. A cooling capacity of the temperature control system can be increased by reducing the condensation pressure and the condensation temperature within the heat exchanger unit operated as a condenser, in that, due to the reduced condensation pressure and the reduced condensation temperature of the temperature control fluid within the heat exchanger unit operated as a condenser, one of the temperature control fluid during the isothermal condensation process to the environment of heat dew The amount of heat emitted by the shearing unit can be increased. The amount of heat that can be absorbed by the temperature control fluid for cooling the electrochemical energy store can thus also be increased.

Ein elektrochemischer Energiespeicher ist im Sinne der Anmeldung eine Batterie bzw. ein Akkumulator bzw. eine Batterie- oder Akkumulatoranordnung mit mehreren Batterien bzw. Akkumulatoren.An electrochemical energy store in the sense of the application is a battery or an accumulator or a battery or accumulator arrangement with several batteries or accumulators.

Nach einer Ausführungsform ist die Temperiereinheit eingerichtet, im Heizmodus des Temperierkreislaufs einen Wärmeaustausch zwischen der ersten Wärmetauschereinheit und einer Umgebung der ersten Wärmetauschereinheit zu erhöhen.According to one embodiment, the temperature control unit is set up to increase heat exchange between the first heat exchanger unit and an area surrounding the first heat exchanger unit in the heating mode of the temperature control circuit.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass für den Betrieb des Temperiersystems im Heizmodus eine erhöhte Heizleistung erreicht werden kann. Durch die Verbesserung des Wärmeaustauschs zwischen der als Verdampfer betriebenen Wärmetauschereinheit und einer Umgebung der entsprechenden Wärmetauschereinheit kann eine Wärmemenge, die während des isothermen Verdampfens des Temperierfluids in der als Verdampfer betriebenen Wärmetauschereinheit vom Temperierfluid aus der Umgebung aufgenommen wird, erhöht werden. Hierdurch kann die Wärmemenge, die vom Temperierfluid an den zu heizenden elektrochemischen Energiespeicher abgebbar ist, ebenfalls erhöht werden.As a result, the technical advantage can be achieved that an increased heating capacity can be achieved for the operation of the temperature control system in the heating mode. By improving the heat exchange between the heat exchanger unit operated as an evaporator and an environment of the corresponding heat exchanger unit, an amount of heat that is absorbed by the temperature control fluid from the environment during the isothermal evaporation of the temperature control fluid in the heat exchanger unit operated as an evaporator can be increased. As a result, the amount of heat that can be released from the tempering fluid to the electrochemical energy store to be heated can also be increased.

Nach einer Ausführungsform weist die Temperiereinheit einen ersten Temperiermodus und einen zweiten Temperiermodus auf, wobei die Temperiereinheit im ersten Temperiermodus eingerichtet, im Kühlmodus des Temperierkreislaufs den Kondensationsdruck und die Kondensationstemperatur des Temperierfluids innerhalb der ersten Wärmetauschereinheit herabzusetzen, wobei die Temperiereinheit im zweiten Temperiermodus eingerichtet ist, im Heizmodus des Temperierkreislaufs den Wärmeaustausch zwischen der ersten Wärmetauschereinheit und der Umgebung der ersten Wärmetauschereinheit zu erhöhen, und wobei die Temperiereinheit zwischen dem ersten Temperiermodus und dem zweiten Temperiermodus verschaltbar ist.According to one embodiment, the temperature control unit has a first temperature control mode and a second temperature control mode, the temperature control unit being set up in the first temperature control mode to reduce the condensation pressure and the condensation temperature of the temperature control fluid within the first heat exchanger unit in the cooling mode of the temperature control circuit, the temperature control unit being set up in the second temperature control mode to Heating mode of the temperature control circuit to increase the heat exchange between the first heat exchanger unit and the environment of the first heat exchanger unit, and wherein the temperature control unit can be switched between the first temperature control mode and the second temperature control mode.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein möglichst flexibles Temperiersystem bereitgestellt werden kann. Hierzu kann die Temperiereinheit zwischen zwei Temperiermodi verschaltet werden, sodass je nachdem, ob das Temperiersystem im Heizmodus oder im Kühlmodus betrieben wird, die Temperiereinheit in den entsprechenden Temperiermodus geschaltet werden kann, sodass über die Temperiereinheit im Kühlmodus über Herabsetzen des Kondensationsdrucks und der Kondensationstemperatur die Kühlleistung und im Heizmodus über Verbessern des Wärmeaustauschs zwischen der Wärmetauschereinheit und der Umgebung die Heizleistung des Temperiersystems erhöht werden kann.In this way, the technical advantage can be achieved that a temperature control system that is as flexible as possible can be provided. For this purpose, the temperature control unit can be switched between two temperature control modes, so that depending on whether the temperature control system is operated in heating mode or in cooling mode, the temperature control unit can be switched to the corresponding temperature control mode, so that the cooling capacity can be increased via the temperature control unit in cooling mode by reducing the condensation pressure and the condensation temperature and in the heating mode, the heat output of the temperature control system can be increased by improving the heat exchange between the heat exchanger unit and the environment.

Nach einer Ausführungsform umfasst die Temperiereinheit eine Berieselungseinrichtung, die eingerichtet ist, die erste Wärmetauschereinheit mit einem Temperiermittel zu berieseln.According to one embodiment, the temperature control unit comprises a sprinkling device that is set up to sprinkle a temperature control medium on the first heat exchanger unit.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine technisch möglichst einfache Temperiereinheit bereitgestellt werden kann.In this way, the technical advantage can be achieved that a temperature control unit that is technically as simple as possible can be provided.

Nach einer Ausführungsform umfasst das Temperiermittel im ersten Temperiermodus der Temperiereinheit ein Kühlmittel, das eingerichtet, über Verdunstung des Kühlmittels an der ersten Wärmetauschereinheit den Kondensationsdruck und die Kondensationstemperatur innerhalb der ersten Wärmetauschereinheit zu verringern.According to one embodiment, the temperature control means in the first temperature control mode of the temperature control unit includes a coolant that is set up to reduce the condensation pressure and the condensation temperature within the first heat exchanger unit by evaporating the coolant at the first heat exchanger unit.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine möglichst einfache Temperiereinheit bereitgestellt werden kann. Über Aufbringen des Kühlmittels auf eine externe Oberfläche der ersten Wärmetauschereinheit des Temperierkreislaufs und über die Verdunstung des Kühlmittels kann ein Herabsetzen des Kondensationsdrucks und der Kondensationstemperatur innerhalb der Wärmetauschereinheit erreicht werden. Über das Aufbringen und Verdunsten des Kühlmittels auf die Wärmetauschereinheit kann somit mit einfachen Mitteln ein Herabsetzen des Kondensationsdrucks und der Kondensationstemperatur innerhalb der als Kondensator betriebenen Wärmetauschereinheit und damit verbunden eine Erhöhung der Kühlleistung des Temperiersystems erreicht werden.In this way, the technical advantage can be achieved that a temperature control unit that is as simple as possible can be provided. The condensation pressure and the condensation temperature within the heat exchanger unit can be reduced by applying the coolant to an external surface of the first heat exchanger unit of the temperature control circuit and by evaporating the coolant. By applying and evaporating the coolant to the heat exchanger unit, the condensation pressure and the condensation temperature within the heat exchanger unit operated as a condenser can be reduced with simple means and the cooling capacity of the temperature control system can be increased associated with this.

Nach einer Ausführungsform umfasst das Temperiermittel im zweiten Temperiermodus der Temperiereinheit ein Heizmittel, das eingerichtet, durch Aufbringen auf eine Oberfläche der ersten Wärmetauschereinheit ein Eisbildung an der Oberfläche der ersten Wärmetauschereinheit zu verhindern und/oder aufzulösen.According to one embodiment, the temperature control means in the second temperature control mode of the temperature control unit comprises a heating means set up to prevent and/or dissolve ice formation on the surface of the first heat exchanger unit by application to a surface of the first heat exchanger unit.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine möglichst einfache Temperiereinheit bereitgestellt werden kann. Über Aufbringen des Heizmittels auf die externe Oberfläche der als Verdampfer betriebenen Wärmetauschereinheit kann eine Eisbildung an der Oberfläche verhindert bzw. eine bereits gebildete Eisschicht aufgelöst werden. Durch das Verhindern bzw. Auflösen der Eisschicht kann der Wärmeaustausch zwischen der Wärmetauschereinheit und der Umgebung der Wärmetauschereinheit und damit die Heizleistung des Temperiersystems verbessert werden.In this way, the technical advantage can be achieved that a temperature control unit that is as simple as possible can be provided. By applying the heating agent to the external surface of the heat exchanger unit operated as an evaporator, ice formation on the surface can be prevented or an ice layer that has already formed can be dissolved. By preventing or dissolving the layer of ice, the heat exchange between the heat exchanger unit and the surroundings of the heat exchanger unit and thus the heating capacity of the temperature control system can be improved.

Nach einer Ausführungsform umfasst das Kühlmittel ein an einer Oberfläche der zweiten Wärmetauschereinheit kondensierendes Kondensationswasser und/oder ein an einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs ablaufendes Regenwasser.According to one embodiment, the coolant comprises condensation water condensing on a surface of the second heat exchanger unit and/or rainwater running off a windshield of the vehicle.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass kein zusätzlicher Kühlmittelkreislauf zum Bereitstellen des Kühlmittels der Temperiereinheit benötigt wird. Dadurch kann das Temperiersystem vereinfacht werden.As a result, the technical advantage can be achieved that no additional coolant circuit is required to provide the coolant for the temperature control unit. This allows the temperature control system to be simplified.

Nach einer Ausführungsform umfasst das Heizmittel ein Frostschutzmittel, das eingerichtet ist, eine Bildung einer Eisschicht zu verhindern und/oder eine Eisschicht zu schmelzen.According to one embodiment, the heating means comprises an anti-freeze means which is set up to prevent the formation of a layer of ice and/or to melt a layer of ice.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine einfache und wirksame Vermeidung von Eisbildung an der ersten Wärmetauschereinheit und damit verbunden eine wirksame Erhöhung des Wärmeaustausches zwischen der Wärmetauschereinheit und der Umgebung erreicht werden kann.As a result, the technical advantage can be achieved that a simple and effective avoidance of ice formation on the first heat exchanger unit and, associated with this, an effective increase in the heat exchange between the heat exchanger unit and the environment can be achieved.

Nach einer Ausführungsform umfasst die Berieselungseinrichtung ein Düsenelement zum Besprühen der ersten Wärmetauschereinheit mit dem Temperiermittel, ein Aufnahmebehältnis zum Aufnehmen des Temperiermittels und ein Pumpenelement zum Bereitstellen des Temperiermittels des Aufnahmebehältnisses an das Düsenelement.According to one embodiment, the sprinkling device comprises a nozzle element for spraying the first heat exchanger unit with the temperature control medium, a receptacle for receiving the temperature control medium and a pump element for providing the temperature control medium of the receptacle to the nozzle element.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein präzises Aufbringen des Temperiermittels auf die Wärmetauschereinheit und ein gleichmäßiges Benetzen der Oberfläche der Wärmetauschereinheit mit dem Temperiermittel erreicht werden kann. Hierüber können eine effiziente Kühlung der Wärmetauschereinheit und eine damit verbundene Herabsetzung der Kondensationstemperatur bzw. des Kondensationsdrucks bzw. eine effiziente Vermeidung von Eisbildung und damit verbunden eine Erhöhung der Wärmeaustauschfähigkeit der Wärmetauschereinheit erreicht werden.As a result, the technical advantage can be achieved that precise application of the temperature control medium to the heat exchanger unit and uniform wetting of the surface of the heat exchanger unit with the temperature control medium can be achieved. Efficient cooling of the heat exchanger unit and an associated reduction in the condensation temperature or the condensation pressure or efficient avoidance of ice formation and associated increase in the heat exchange capacity of the heat exchanger unit can be achieved in this way.

Nach einer Ausführungsform ist das Aufnahmebehältnis eingerichtet, das Kühlmittel und das Heizmittel separat aufzunehmen.According to one embodiment, the receptacle is set up to accommodate the coolant and the heating means separately.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine möglichst einfache Ausgestaltung der Temperiereinheit bereitgestellt werden kann, die in den beiden Temperiermodi betreibbar ist.As a result, the technical advantage can be achieved that the simplest possible configuration of the temperature control unit can be provided, which can be operated in the two temperature control modes.

Nach einer Ausführungsform weist das Aufnahmebehältnis eine fluidtechnische Verbindung zur Oberfläche der zweiten Wärmetauschereinheit auf und ist eingerichtet, an der Oberfläche der zweiten Wärmetauschereinheit kondensierendes Kondensationswasser als Temperiermittel aufzunehmen, und/oder wobei das Aufnahmebehältnis eine fluidtechnische Verbindung zu einer Windschutzscheide des Fahrzeugs aufweist und eingerichtet ist, Regenwasser als Temperiermittel aufzunehmen.According to one embodiment, the receptacle has a fluidic connection to the surface of the second heat exchanger unit and is set up to receive condensation water condensing on the surface of the second heat exchanger unit as a temperature control medium, and/or the receptacle has a fluidic connection to a windshield of the vehicle and is set up absorb rainwater as a temperature control medium.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass das an der als Verdampfer betriebenen Wärmetauschereinheit kondensierte Kondensationswasser bzw. das an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs abtropfende Regenwasser als Temperiermittel verwendbar ist.As a result, the technical advantage can be achieved that the condensation water condensed on the heat exchanger unit operated as an evaporator or the rainwater dripping off the windshield of the vehicle can be used as a temperature control medium.

Nach einer Ausführungsform weist das Aufnahmebehältnis einen Serviceanschluss auf, über den Temperierfluid in das Aufnahmebehältnis einfüllbar und/oder über den Temperierfluid von dem Aufnahmebehältnis auslassbar ist.According to one embodiment, the receptacle has a service connection, via which temperature control fluid can be filled into the receptacle and/or via which temperature control fluid can be discharged from the receptacle.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein einfacher Service der Temperiereinheit bereitgestellt werden kann. Das Temperiermittel kann somit problemlos in die Temperiereinheit über den entsprechenden Serviceanschluss eingeführt bzw. aus diesem ausgelassen werden.As a result, the technical advantage can be achieved that simple servicing of the temperature control unit can be provided. The temperature control medium can thus be introduced into or removed from the temperature control unit via the corresponding service connection without any problems.

Nach einem zweiten Aspekt wird ein elektrisch betreibbares Fahrzeug mit einem elektrochemischen Energiespeicher und einem Temperiersystem nach einer der voranstehenden Ausführungsformen bereitgestellt.According to a second aspect, an electrically operable vehicle with an electrochemical energy store and a temperature control system according to one of the preceding embodiments is provided.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein elektrisch betreibbares Fahrzeug mit einem Temperiersystem mit den oben genannten Vorteilen bereitgestellt werden kann.As a result, the technical advantage can be achieved that an electrically operable vehicle can be provided with a temperature control system with the advantages mentioned above.

Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Temperieren eines elektrochemischen Energiespeichers in einem wenigstens teilweise elektrisch betreibbaren Fahrzeug nach dem zweiten Aspekt bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst:

  • Schalten des Temperiersystems des Fahrzeugs in den Kühlmodus; Herabsetzen des Kondensationsdrucks und der Kondensationstemperatur innerhalb der ersten Wärmetauschereinheit des Temperierkreislaufs des Temperiersystems durch die Temperiereinheit;
  • Kühlen des elektrochemischen Energiespeichers über den Temperierkreislauf mit erhöhter Kühlleistung; oder
  • Schalten des Temperiersystems in den Heizmodus; Erhöhen des Wärmeaustauschs zwischen der ersten Wärmetauschereinheit und der Umgebung der ersten Wärmetauschereinheit des Temperierkreislaufs des Temperiersystems durch die Temperiereinheit; und
  • Heizen des elektrochemischen Energiespeichers mit erhöhter Heizleistung über den Temperierkreislauf mit erhöhter Heizleistung.
According to a third aspect of the invention, a method for controlling the temperature of an electrochemical energy store in an at least partially electrically operable vehicle according to the second aspect is provided, the method comprising:
  • switching the vehicle's temperature control system to cooling mode; Lowering the condensation pressure and the condensation temperature within the first heat exchanger unit of the temperature control circuit of the temperature control system by the temperature control unit;
  • Cooling of the electrochemical energy store via the temperature control circuit with increased cooling capacity; or
  • Switching the temperature control system to heating mode; Increasing the heat exchange between the first heat exchange unit and the surroundings of the first heat exchange unit the temperature control circuit of the temperature control system through the temperature control unit; and
  • Heating of the electrochemical energy store with increased heat output via the temperature control circuit with increased heat output.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein verbessertes Verfahren zum Temperieren eines elektrochemischen Energieträgers in einem wenigstens teilweise elektrisch betreibbaren Fahrzeug bereitgestellt werden kann, wobei das Verfahren vorsieht, das Temperiersystem zwischen einem Kühlmodus bzw. einem Heizmodus zu verschalten und den elektrochemischen Energieträger im Kühlmodus mit einer erhöhten Kühlleistung zu kühlen bzw. den elektrochemischen Energiespeicher im Heizmodus mit erhöhter Heizleistung zu heizen.As a result, the technical advantage can be achieved that an improved method for temperature control of an electrochemical energy carrier in an at least partially electrically operated vehicle can be provided, the method providing for the temperature control system to be switched between a cooling mode or a heating mode and the electrochemical energy carrier in the cooling mode to cool with an increased cooling capacity or to heat the electrochemical energy store in the heating mode with increased heating capacity.

Nach einer Ausführungsform ist das Schalten des Temperiersystems in den Kühlmodus an ein Erreichen oder Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwerts für eine maximale Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers und/oder einer Umgebungstemperatur des Fahrzeugs gekoppelt, und/oder wobei das Schalten des Temperiersystems in den Heizmodus an ein Erreichen oder Unterschreiten eines vorbestimmten Grenzwerts für eine minimale Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers und/oder einer Umgebungstemperatur des Fahrzeugs gekoppelt ist.According to one embodiment, switching the temperature control system to cooling mode is linked to reaching or exceeding a predetermined limit value for a maximum temperature of the electrochemical energy store and/or an ambient temperature of the vehicle, and/or switching the temperature control system to heating mode to reaching or Falling below a predetermined limit for a minimum temperature of the electrochemical energy store and / or an ambient temperature of the vehicle is coupled.

Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass in Abhängigkeit der Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers bzw. einer Umgebungstemperatur des Fahrzeugs das Temperiersystem entweder im Kühlmodus oder im Heizmodus betreibbar ist. Hierdurch kann eine optimale Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers erreicht werden, bei der der elektrochemische Energiespeicher in einem vorgesehenen Temperaturbereich von 15 bis 30°C gehalten werden kann. Bei erhöhter Umgebungstemperatur bzw. erhöhter Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers kann das Temperiersystem in den Kühlmodus geschaltet werden und der elektrochemische Energiespeicher mit erhöhter Kühlleistung gekühlt werden. Bei niedrigen Umgebungstemperaturen bzw. niedriger Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers kann das Temperiersystem hingegen in den Heizmodus geschaltet werden und der elektrochemische Energiespeicher mit erhöhter Heizleistung geheizt werden.As a result, the technical advantage can be achieved that, depending on the temperature of the electrochemical energy store or an ambient temperature of the vehicle, the temperature control system can be operated either in the cooling mode or in the heating mode. In this way, an optimal temperature control of the electrochemical energy store can be achieved, in which case the electrochemical energy store can be kept in an intended temperature range of 15 to 30°C. When the ambient temperature or the temperature of the electrochemical energy store is increased, the temperature control system can be switched to the cooling mode and the electrochemical energy store can be cooled with increased cooling capacity. At low ambient temperatures or low temperature of the electrochemical energy store, however, the temperature control system can be switched to the heating mode and the electrochemical energy store can be heated with increased heating power.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der folgenden Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Temperiersystems für einen elektrochemischen Energiespeicher gemäß einer Ausführungsform, wobei das Temperiersystem in einen Kühlmodus geschaltet ist;
  • 2 eine weitere schematische Darstellung des Temperiersystems in 1, wobei das Temperiersystem in einen Heizmodus geschaltet ist;
  • 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Kühlen eines elektrochemischen Energiespeichers gemäß einer Ausführungsform; und
  • 4 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem elektrochemischen Energiespeicher und einem Temperiersystem gemäß einer Ausführungsform.
Exemplary embodiments of the invention are explained with reference to the following drawings. In the drawings show:
  • 1 a schematic representation of a temperature control system for an electrochemical energy store according to one embodiment, wherein the temperature control system is switched to a cooling mode;
  • 2 Another schematic representation of the temperature control system in 1 , wherein the temperature control system is switched to a heating mode;
  • 3 a flow chart of a method for cooling an electrochemical energy store according to an embodiment; and
  • 4 a schematic representation of a vehicle with an electrochemical energy store and a temperature control system according to one embodiment.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Temperiersystems 100 für einen elektrochemischen Energiespeicher 201 gemäß einer Ausführungsform, wobei das Temperiersystem 100 in einen Kühlmodus CM geschaltet ist. 1 shows a schematic representation of a temperature control system 100 for an electrochemical energy store 201 according to an embodiment, wherein the temperature control system 100 is switched to a cooling mode CM.

In 1 umfasst das gezeigte Temperiersystem 100 einen Temperierkreislauf 101 mit einer ersten Wärmetauschereinheit 103 und einer fluidtechnisch mit dieser verbundenen zweiten Wärmetauschereinheit 105. In dem Temperierkreislauf 101 ist zwischen den ersten und zweiten Wärmetauschereinheiten 103, 105 ein Temperierfluid zirkulierbar. Der Verlauf des Temperierfluids innerhalb des Temperierkreislaufs 101 ist über die gezeigten Pfeile illustriert. Der Temperierkreislauf 101 ist ein sich geschlossener Kreislauf und umfasst ein in 1 nicht dargestelltes entsprechend ausgebildetes Rohr- oder Leitungssystem zum Befördern des Temperierfluids.In 1 the temperature control system 100 shown includes a temperature control circuit 101 with a first heat exchanger unit 103 and a second heat exchanger unit 105 fluidically connected thereto. The course of the temperature control fluid within the temperature control circuit 101 is illustrated by the arrows shown. The temperature control circuit 101 is a closed circuit and includes an in 1 correspondingly designed pipe or line system, not shown, for conveying the tempering fluid.

Die erste Wärmetauschereinheit 103 kann insbesondere in das Lüftungselement des Fahrzeugs integriert sein.The first heat exchanger unit 103 can in particular be integrated into the ventilation element of the vehicle.

In der gezeigten Ausführungsform umfasst das Temperiersystem 100 ferner eine Temperiereinheit 107. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Temperiereinheit 107 eine Berieselungseinheit 108 mit einer Düseneinheit 109, einem Aufnahmebehältnis 111 und einem Pumpenelement 113.In the embodiment shown, the temperature control system 100 also includes a temperature control unit 107. In the embodiment shown, the temperature control unit 107 includes a sprinkler unit 108 with a nozzle unit 109, a receptacle 111 and a pump element 113.

Der Temperierkreislauf 101 umfasst ferner ein Verdichterelement 119 sowie ein erstes Expansionselement 120, ein zweites Expansionselement 121 und ein drittes Expansionselement 122.The temperature control circuit 101 also includes a compressor element 119 and a first expansion element 120, a second expansion element 121 and a third expansion element 122.

In der gezeigten Ausführungsform umfasst die zweite Wärmetauschereinheit 105 eine Kondensationseinheit 117 und eine Verdampfungseinheit 115. In einem thermischen Kontakt zur Verdampfungseinheit 115 ist ferner ein PTC-Heizelement 123 ausgebildet.In the embodiment shown, the second heat exchanger unit 105 comprises a condensation unit 117 and an evaporation unit 115. A PTC heating element 123 is also formed in thermal contact with the evaporation unit 115.

Der Temperierkreislauf 101 ist ferner in einem thermischen Kontakt zu einem zu temperierenden elektrochemischen Energiespeicher 201.The temperature control circuit 101 is also in thermal contact with an electrochemical energy store 201 to be temperature-controlled.

In der gezeigten Ausführungsform ist das erste Expansionselement 120 zwischen der ersten Wärmetauschereinheit 104 und dem elektrochemischen Energiespeicher 201 beziehungsweise dem Verdichterelement 119 angeordnet. Das zweite Expansionselement 121 ist zwischen der ersten Wärmetauschereinheit 103 und der Verdampfungseinheit 115 der zweiten Wärmetauschereinheit 105 angeordnet. Das dritte Expansionselement 122 ist zwischen der Kondensationseinheit 117 zweiten Wärmetauschereinheit 105 und der ersten Wärmetauschereinheit 103 angeordnet.In the embodiment shown, the first expansion element 120 is arranged between the first heat exchanger unit 104 and the electrochemical energy store 201 or the compression element 119 . The second expansion element 121 is arranged between the first heat exchange unit 103 and the evaporation unit 115 of the second heat exchange unit 105 . The third expansion element 122 is arranged between the condensation unit 117 and the second heat exchange unit 105 and the first heat exchange unit 103 .

In der gezeigten Ausführungsform umfasst das Aufnahmebehältnis 111 einen ersten Anschluss 127, einen zweiten Anschluss 128, einen dritten Anschluss 129, einen vierten Anschluss 130 und einen fünften Anschluss 131. Über den ersten Anschluss 127 ist eine fluidtechnische Verbindung zwischen dem Aufnahmebehältnis 111, dem Pumpenelement 113 und dem Düsenelement 109 bereitgestellt. Über den fünften Anschluss 131 ist eine fluidtechnische Verbindung 133 zwischen dem Aufnahmebehältnis 131 und einer Oberfläche der Verdampfungseinheit 115 der zweiten Wärmetauschereinheit 105 bereitgestellt.In the embodiment shown, the receptacle 111 comprises a first connection 127, a second connection 128, a third connection 129, a fourth connection 130 and a fifth connection 131. Via the first connection 127 there is a fluid connection between the receptacle 111 and the pump element 113 and the nozzle member 109 is provided. A fluidic connection 133 between the receptacle 131 and a surface of the evaporation unit 115 of the second heat exchanger unit 105 is provided via the fifth connection 131 .

Über den zweiten Anschluss 128 kann ein Temperiermittel 110 in das Aufnahmebehältnis 111 gefüllt werden. Über den dritten Anschluss 129 kann das Temperiermittel 110 aus dem Aufnahmebehältnis 111 ausgelassen werden. Die zweiten und dritten Anschlüsse 128, 129 ermöglichen somit einen Service der Temperiereinheit 107 inklusive eines Befüllens bzw. Entleerens der Temperiereinheit 107 mit entsprechendem Temperiermittel 110. Über den vierten Anschluss 130 kann eine fluidtechnische Verbindung, in 1 nicht dargestellt, zu einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs bereitgestellt sein.A temperature control medium 110 can be filled into the receiving container 111 via the second connection 128 . The temperature control medium 110 can be discharged from the receiving container 111 via the third connection 129 . The second and third connections 128, 129 thus enable the temperature control unit 107 to be serviced, including filling or emptying the temperature control unit 107 with a corresponding temperature control medium 110. A fluidic connection, in 1 not shown, may be provided to a windshield of the vehicle.

In der gezeigten Ausführungsform umfasst der Temperierkreislauf 101 ferner zwei Lüfterelemente 125, die jeweils an der ersten Wärmetauschereinheit 103 und der Verdampfungseinheit 115 der zweiten Wärmetauschereinheit 105 angeordnet sind.In the embodiment shown, the temperature control circuit 101 also includes two fan elements 125, which are each arranged on the first heat exchanger unit 103 and the evaporation unit 115 of the second heat exchanger unit 105.

In der gezeigten Ausführungsform ist das Temperiersystem 100 und damit verbunden der Temperierkreislauf 101 in den Kühlmodus CM geschaltet. Im Kühlmodus CM wird die erste Wärmetauschereinheit 103 als ein Kondensator betrieben wird, während die zweite Wärmetauschereinheit 105 als ein Verdampfer betrieben wird.In the embodiment shown, the temperature control system 100 and the temperature control circuit 101 connected to it are switched to the cooling mode CM. In the cooling mode CM, the first heat exchange unit 103 is operated as a condenser, while the second heat exchange unit 105 is operated as an evaporator.

Zum Kühlen des elektrochemischen Energiespeichers 201 im Kühlmodus CM des Kühlkreislaufs 101 wird zunächst das gasförmige Temperierfluid in die erste Wärmetauschereinheit 103 eingeführt. Im Kühlmodus CM wird die erste Wärmetauschereinheit 103 als Kondensator betrieben. In der ersten Wärmetauschereinheit 103 erfolgt somit eine isotherme Kondensation des gasförmigen Temperierfluids, bei der unter Abgabe einer Wärmemenge an eine Umgebung der ersten Wärmetauschereinheit 103 durch das Temperierfluid das Temperierfluid aus der gasförmigen Phase unter Übergang in eine dampfförmige Phase letztendlich in eine flüssige Phase übergeht. Während der isothermen Kondensation herrscht ein Kondensationsdruck und eine Kondensationstemperatur innerhalb der ersten Wärmetauschereinheit 103. Nach Kondensation weist somit das nunmehr flüssige Temperierfluid die Kondensationstemperatur innerhalb der ersten Wärmetauschereinheit 103 auf.In order to cool the electrochemical energy store 201 in the cooling mode CM of the cooling circuit 101 , the gaseous tempering fluid is first introduced into the first heat exchanger unit 103 . In the cooling mode CM, the first heat exchange unit 103 is operated as a condenser. Isothermal condensation of the gaseous temperature control fluid thus takes place in the first heat exchanger unit 103, during which the temperature control fluid ultimately changes from the gaseous phase into a liquid phase, with a transition to a vapor phase, while the temperature control fluid releases a quantity of heat to an area surrounding the first heat exchanger unit 103. During the isothermal condensation, there is a condensation pressure and a condensation temperature within the first heat exchanger unit 103. After condensation, the temperature control fluid, which is now liquid, has the condensation temperature within the first heat exchanger unit 103.

Nach erfolgreicher Kondensation wird das flüssige Temperierfluid über das zweite Expansionselement 121 in die Verdampfungseinheit 115 der zweiten Wärmetauschereinheit 105 eingeführt. Durch das zweite Expansionselement 121 wird das flüssige Temperierfluid bei konstanter Enthalpie expandiert und somit aus der flüssigen Phase in eine dampfförmige Phase überführt. Durch die Expansion des Temperierfluids innerhalb des zweiten Expansionselements 121 erfolgt eine Abkühlung des Temperierfluids, sodass innerhalb der Verdampfungseinheit 115 das Temperierfluid durch die Expansion eine geringere Temperatur aufweist als nach Austritt aus der als Kondensator betriebenen ersten Wärmetauschereinheit 103.After successful condensation, the liquid temperature control fluid is introduced into the evaporation unit 115 of the second heat exchanger unit 105 via the second expansion element 121 . The liquid temperature control fluid is expanded by the second expansion element 121 at constant enthalpy and is thus converted from the liquid phase into a vapor phase. The expansion of the temperature control fluid within the second expansion element 121 causes the temperature control fluid to cool down, so that the temperature control fluid within the evaporation unit 115 has a lower temperature as a result of the expansion than after exiting the first heat exchanger unit 103 operated as a condenser.

Innerhalb der Verdampfungseinheit 115 erfolgt eine isotherme Verdampfung des dampfförmigen Temperierfluids, wodurch eine Überführung des dampfförmigen Temperierfluids in die flüssige Phase erfolgt. Durch Aufnahme einer Wärmemenge aus einer Umgebung der Verdampfungseinheit 115 der zweiten Wärmetauschereinheit 105 durch das Temperierfluid erfolgt die Verdampfung des Temperierfluids innerhalb der Verdampfungseinheit 115 bei konstanter Temperatur.Isothermal evaporation of the vaporous temperature control fluid takes place within the evaporation unit 115, as a result of which the vaporous temperature control fluid is converted into the liquid phase. By absorbing a quantity of heat from an environment of the evaporation unit 115 of the second heat exchanger unit 105 by the tempering fluid, the evaporation of the tempering fluid takes place within the evaporation unit 115 at a constant temperature.

Nach Austritt aus der Verdampfungseinheit 115 wird das nunmehr abgekühlte und gasförmige Temperierfluid in einen thermischen Kontakt mit dem zu kühlenden elektrochemischen Energiespeicher 201 gebracht, wodurch ein Kühleffekt und eine Kühlung des elektrochemischen Energiespeichers 201 erfolgt. Vom elektrochemischen Energiespeicher 201 wird das gasförmige Temperierfluid in ein Verdichterelement 119 eingeführt und im Verdichterelement 119 verdichtet. Durch die Verdichtung des gasförmigen Temperierfluids wird dieses auf eine erhöhte Temperatur erwärmt. Vom Verdichterelement 119 wird das nunmehr erhitzte gasförmige Temperierfluid durch die Kondensationseinheit 117 und das dritte Expansionselement 122 hindurch zurück in die erste Wärmetauschereinheit 103 geführt. In der Kondensationseinheit 117 erfolgt keine Kondensation des gasförmigen aufgeheizten Temperierfluids. Analog erfolgt im dritten Expansionselement 122 keine weitere Expansion des bereits gasförmigen Temperierfluids. Zur Vermeidung der Kondensation innerhalb der Kondensationseinheit 117 erfolgt eine Heizung der Kondensationseinheit 117 durch das PTC-Heizelement 123. Hierüber kann eine Kondensation des Temperierfluids vermieden werden.After exiting the evaporation unit 115, the now cooled and gaseous tempering fluid is brought into thermal contact with the electrochemical energy store 201 to be cooled, as a result of which a cooling effect and cooling of the electrochemical energy store 201 takes place. The gaseous tempering fluid is introduced from the electrochemical energy store 201 into a compressor element 119 and compressed in the compressor element 119 . By compressing the gaseous temperature control fluid, it is heated to an increased temperature. From the compressor element ment 119, the now heated gaseous tempering fluid is passed through the condensation unit 117 and the third expansion element 122 back into the first heat exchanger unit 103. In the condensation unit 117 there is no condensation of the gaseous heated temperature control fluid. Analogously, no further expansion of the already gaseous temperature control fluid takes place in the third expansion element 122 . To avoid condensation within the condensation unit 117, the condensation unit 117 is heated by the PTC heating element 123. In this way, condensation of the tempering fluid can be avoided.

Zur Erhöhung der Kühlleistung ist in dem Kühlmodus CM die Temperiereinheit 107 in den ersten Temperiermodus geschaltet. Im ersten Temperiermodus ist die Temperiereinheit 107 eingerichtet, die Kondensationstemperatur bzw. den Kondensationsdruck innerhalb der als Kondensator betriebenen ersten Wärmetauschereinheit 103 herabzusetzen.To increase the cooling capacity, the temperature control unit 107 is switched to the first temperature control mode in the cooling mode CM. In the first temperature control mode, the temperature control unit 107 is set up to reduce the condensation temperature or the condensation pressure within the first heat exchanger unit 103 operated as a condenser.

In der gezeigten Ausführungsform wird hierzu durch die als Berieselungseinheit 108 ausgebildete Temperiereinheit 107 über die Düseneinheit 109 das Temperiermittel 110 auf eine externe Oberfläche der ersten Wärmetauschereinheit 103 aufgesprüht. In der gezeigten Ausführungsform umfasst das Temperiermittel 110 beispielsweise Kondensationswasser, das sich an einer externen Oberfläche der Verdampfungseinheit 115 gesammelt hat und das über die fluidtechnische Verbindung 133 in das Aufnahmebehältnis 111 geleitet ist. Über das Pumpenelement 113 wird das Kondensationswasser über die Düseneinheit 109 auf die erste Wärmetauschereinheit 103 gesprüht. Auf der externen Oberfläche der ersten Wärmetauschereinheit 103 erfolgt ein Verdunstungsprozess des aufgesprühten Temperiermittels, bzw. des aufgesprühten Kondensationswassers, wodurch eine Kühlung der ersten Wärmetauschereinheit und damit verbunden ein Herabsetzen des Kondensationsdrucks und der Kondensationstemperatur innerhalb der ersten Wärmetauschereinheit 103 erzielt wird.In the embodiment shown, the temperature control medium 110 is sprayed onto an external surface of the first heat exchanger unit 103 via the nozzle unit 109 by the temperature control unit 107 embodied as a sprinkling unit 108 . In the embodiment shown, the temperature control means 110 includes, for example, condensation water that has collected on an external surface of the evaporation unit 115 and that is conducted into the receptacle 111 via the fluidic connection 133 . The water of condensation is sprayed onto the first heat exchanger unit 103 via the pump element 113 via the nozzle unit 109 . On the external surface of the first heat exchanger unit 103, an evaporation process of the sprayed temperature control agent or the sprayed condensation water takes place, whereby cooling of the first heat exchanger unit and, associated with this, a reduction in the condensation pressure and the condensation temperature within the first heat exchanger unit 103 is achieved.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Temperiermittel 110 neben dem Kondensationswasser der Verdampfungseinheit 115 bzw. alternativ dazu an einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs abtropfendes Regenwasser umfassen, das mittels einer fluidtechnischen Verbindung, in 1 nicht dargestellt, in dem Aufnahmebehältnis 111 gesammelt und über das Pumpenelement 113 bzw. die Düseneinheit 109 auf die erste Wärmetauschereinheit 103 aufgebracht wird.According to one embodiment, the temperature control means 110 can include rainwater dripping off a windshield of the vehicle in addition to the condensation water of the evaporation unit 115 or, alternatively, rainwater that is transported by means of a fluidic connection in 1 not shown, is collected in the receptacle 111 and applied to the first heat exchanger unit 103 via the pump element 113 or the nozzle unit 109 .

Über die Lüfterelemente 125 kann insbesondere ein Wärmeaustausch zwischen der ersten Wärmetauschereinheit 103 und der jeweiligen Umgebungsluft bzw. zwischen der Verdampfungseinheit 115 und der jeweils umgebenden Umgebungsluft erreicht werden. Hierüber kann wiederum eine weitere Steigerung der Kühlleistung des gezeigten Temperiersystems 100 erreicht werden.In particular, a heat exchange between the first heat exchanger unit 103 and the respective ambient air or between the evaporation unit 115 and the respective surrounding ambient air can be achieved via the fan elements 125 . A further increase in the cooling capacity of the temperature control system 100 shown can be achieved in this way.

2 zeigt eine weitere schematische Darstellung des Temperiersystems 100 in 1, wobei das Temperiersystem 100 in einen Heizmodus HM geschaltet ist. 2 shows a further schematic representation of the temperature control system 100 in 1 , wherein the temperature control system 100 is switched to a heating mode HM.

In 2 ist das Temperiersystem 100 und insbesondere der Temperierkreislauf 101 in den Heizmodus HM geschaltet. Im Heizmodus HM wird die erste Wärmetauschereinheit 103 als Verdampfer betrieben, während die zweite Wärmetauschereinheit 105 als Kondensator betrieben wird. Hierzu wird insbesondere die Kondensationseinheit 117 der zweiten Wärmetauschereinheit 105 betrieben, während die Verdampfungseinheit 115 nicht Teil des Kreislaufs des Temperierfluids ist.In 2 the temperature control system 100 and in particular the temperature control circuit 101 is switched to the heating mode HM. In the heating mode HM, the first heat exchanger unit 103 is operated as an evaporator, while the second heat exchanger unit 105 is operated as a condenser. For this purpose, in particular the condensation unit 117 of the second heat exchanger unit 105 is operated, while the evaporation unit 115 is not part of the circuit of the tempering fluid.

Der Heizmodus HM wird insbesondere bei geringen Außentemperaturen bzw. Umgebungstemperaturen des Fahrzeugs verwendet, bei denen eine verstärkte Eisbildung auf der ersten Wärmetauschereinheit 103 erfolgt.The heating mode HM is used in particular when the outside temperatures or ambient temperatures of the vehicle are low, at which increased ice formation occurs on the first heat exchanger unit 103 .

Zum Heizen des elektrochemischen Energiespeichers 201 wird gasförmiges bzw. dampfförmiges Temperierfluid in die als Verdampfer betriebene erste Wärmetauschereinheit 103 eingeführt. In der ersten Wärmetauschereinheit 103 wird somit unter Aufnahme einer Wärmemenge durch das Temperierfluid aus der Umgebungsluft der ersten Wärmetauschereinheit 103 eine isotherme Verdampfung des Temperierfluids bewirkt, wodurch das Temperierfluid bei konstanter Temperatur aus der dampfförmigen Phase in eine gasförmige Phase überführt wird. Von der ersten Wärmetauschereinheit 103 wird das gasförmige Temperierfluid über das erste Expansionselement 120 zum zu heizenden elektrochemischen Energiespeicher 201 geleitet. Über das zweite Expansionselement 121 ist eine Verbindung zur Verdampfungseinheit 115 der zweiten Wärmetauschereinheit 105 unterbrochen. Über den thermischen Kontakt zu dem elektrochemischen Energiespeicher wird eine Wärmemenge vom gasförmigen Temperierfluid an den elektrochemischen Wärmespeicher 201 abgegeben und dieser hierdurch aufgeheizt, vom elektrochemischen Wärmespeicher 201 in das Verdichterelement 119 geleitet und in diesem verdichtet. Durch die Verdichtung des gasförmigen Temperierfluids im Verdichterelement 119 wird das gasförmige Temperierfluid auf eine erhöhte Temperatur erhitzt. Vom Verdichterelement 119 wird das erhitzte verdichtete gasförmige Temperierfluid in die Kondensationseinheit 117 der zweiten Wärmetauschereinheit 105 geleitet. Innerhalb der Kondensationseinheit 117 erfolgt eine isotherme Kondensation des Temperierfluids, wobei unter Abgabe einer Wärmemenge an eine Umgebung der Kondensationseinheit 117 das gasförmige Temperierfluid durch Übergang in eine dampfförmige Phase letztendlich in eine flüssige Phase überführt wird. Im Heizmodus HM ist das PTC-Heizelement 123 deaktiviert, sodass eine isotherme Kondensation des gasförmigen Temperierfluids innerhalb der Kondensationseinheit 117 erfolgen kann. Von der Kondensationseinheit 117 wird das nunmehr flüssige Temperierfluid im dritten Expansionselement 122 expandiert und somit in eine gasförmige bzw. dampfförmige Phase gebracht. Hierbei wird die Temperatur des Temperierfluids abgesenkt. Von dem dritten Expansionselement 122 wird das nunmehr abgekühlte dampfförmige Temperierfluid in die als Verdampfer betriebene erste Wärmetauschereinheit 103 eingeleitet.To heat the electrochemical energy store 201, gaseous or vaporous tempering fluid is introduced into the first heat exchanger unit 103 operated as an evaporator. Isothermal evaporation of the temperature control fluid is thus brought about in the first heat exchanger unit 103 while the temperature control fluid absorbs a quantity of heat from the ambient air of the first heat exchanger unit 103, as a result of which the temperature control fluid is converted from the vapor phase into a gaseous phase at a constant temperature. The gaseous tempering fluid is conducted from the first heat exchanger unit 103 via the first expansion element 120 to the electrochemical energy store 201 to be heated. A connection to the evaporation unit 115 of the second heat exchanger unit 105 is interrupted via the second expansion element 121 . A quantity of heat is released from the gaseous tempering fluid to the electrochemical heat accumulator 201 via the thermal contact with the electrochemical energy accumulator and this is thereby heated, conducted from the electrochemical heat accumulator 201 into the compressor element 119 and compressed therein. Due to the compression of the gaseous temperature control fluid in the compressor element 119, the gaseous temperature control fluid is heated to an increased temperature. The heated, compressed gaseous tempering fluid is conducted from the compressor element 119 into the condensation unit 117 of the second heat exchanger unit 105 . Inside the condensate tion unit 117, an isothermal condensation of the temperature control fluid takes place, with the release of a quantity of heat to an environment of the condensation unit 117, the gaseous temperature control fluid is finally converted into a liquid phase by transition into a vapor phase. In the heating mode HM, the PTC heating element 123 is deactivated, so that isothermal condensation of the gaseous tempering fluid can take place within the condensation unit 117 . The now liquid tempering fluid is expanded by the condensation unit 117 in the third expansion element 122 and thus brought into a gaseous or vaporous phase. Here, the temperature of the tempering fluid is lowered. From the third expansion element 122, the now cooled, vaporous tempering fluid is introduced into the first heat exchanger unit 103, which is operated as an evaporator.

Zum Erhöhen der Wärmeleistung des Temperiersystems wird die Temperiereinheit 107 in einem zweiten Temperiermodus betrieben. Im zweiten Temperiermodus ist die Temperiereinheit 107 eingerichtet, einen Wärmeaustausch zwischen der als Verdampfer betriebenen ersten Wärmetauschereinheit 103 und einer Umgebung der ersten Wärmetauschereinheit 103 zu verbessern. Hierzu ist die Temperiereinheit 107 eingerichtet, eine Eisbildung auf der Oberfläche der ersten Wärmetauschereinheit 103 zu verhindern bzw. eine derartige aufzulösen.To increase the heat output of the temperature control system, the temperature control unit 107 is operated in a second temperature control mode. In the second temperature control mode, the temperature control unit 107 is set up to improve heat exchange between the first heat exchanger unit 103 operated as an evaporator and an area surrounding the first heat exchanger unit 103 . To this end, the temperature control unit 107 is set up to prevent ice from forming on the surface of the first heat exchanger unit 103 or to break up such ice.

In der gezeigten Ausführungsform wird hierzu über die Düseneinheit 109 der Berieselungseinheit 108 der Temperiereinheit 107 ein Frostschutzmittel umfassendes Heizmittel auf die Oberfläche der ersten Wärmetauschereinheit 103 aufgesprüht. Durch das Frostschutzmittel kann somit eine Eisbildung auf der Oberfläche der ersten Wärmetauschereinheit verhindert werden. Hierdurch kann der Wärmeaustausch zwischen der Umgebungsluft und der ersten Wärmetauschereinheit 103 verbessert werden, da der thermisch isolierende Effekt einer auf der Oberfläche der ersten Wärmetauschereinheit 103 gebildeten Eisschicht verhindert ist.For this purpose, in the embodiment shown, a heating agent comprising antifreeze is sprayed onto the surface of the first heat exchanger unit 103 via the nozzle unit 109 of the sprinkler unit 108 of the temperature control unit 107 . The antifreeze can thus prevent ice from forming on the surface of the first heat exchanger unit. As a result, the heat exchange between the ambient air and the first heat exchanger unit 103 can be improved since the thermally insulating effect of an ice layer formed on the surface of the first heat exchanger unit 103 is prevented.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Aufnahmebehältnis 111 eingerichtet sein, sowohl das Kühlmittel wie auch das Heizmittel separat aufzunehmen. Hierzu kann das Aufnahmebehältnis 111 beispielsweise eine Mehrzahl in 2 nicht dargestellter Unterbehältnisse aufweisen. Das Heizmittel kann hierbei ein Trägermittel, beispielsweise Wasser, und ein im Trägermittel gelöstes Frostschutzmittel umfassen. Das Kühlmittel kann wie oben beschrieben beispielsweise Kondensationswasser der Verdampfungseinheit 115 oder an einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs abtropfendes Regenwasser sein. Alternativ hierzu kann das Temperiermittel auch eine beliebige Flüssigkeit umfassen, die über den zweiten Anschluss 128 in das Aufnahmebehältnis 111 einführbar ist.According to one embodiment, the receptacle 111 can be set up to accommodate both the coolant and the heating means separately. For this purpose, the receptacle 111 can have, for example, a plurality of 2 have not shown sub-containers. The heating medium can include a carrier, for example water, and an antifreeze dissolved in the carrier. As described above, the coolant can be, for example, condensation water of the evaporation unit 115 or rainwater dripping off a windshield of the vehicle. As an alternative to this, the temperature control medium can also include any liquid that can be introduced into the receptacle 111 via the second connection 128 .

Über ein nicht dargestelltes Schaltelement kann die Temperiereinheit 107 zwischen den ersten und zweiten Temperiermodi verschaltet werden.The temperature control unit 107 can be switched between the first and second temperature control modes via a switching element that is not shown.

3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 300 zum Kühlen eines elektrochemischen Energiespeichers gemäß einer Ausführungsform. 3 3 shows a flow diagram of a method 300 for cooling an electrochemical energy storage device according to an embodiment.

In einem Verfahrensschritt 313 wird zunächst die Umgebungstemperatur bzw. die Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers 201 aufgenommen.In a method step 313, the ambient temperature or the temperature of the electrochemical energy store 201 is first recorded.

Im Verfahrensschritt 315 werden die aufgenommenen Temperaturwerte evaluiert. Sind die im Verfahrensschritt 313 aufgenommenen Temperaturwerte der Umgebungstemperatur bzw. der Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers 201 einen vorbestimmten Grenzwert einer maximalen Umgebungstemperatur bzw. einer maximalen Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers erreichen oder überschreiten, wird im Verfahrensschritt 301 das Temperiersystem 100 in den Kühlmodus CM geschaltet.In method step 315, the recorded temperature values are evaluated. If the temperature values of the ambient temperature or the temperature of the electrochemical energy store 201 recorded in method step 313 reach or exceed a predetermined limit value for a maximum ambient temperature or a maximum temperature of the electrochemical energy store, in method step 301 the temperature control system 100 is switched to the cooling mode CM.

In einem darauf folgenden Verfahrensschritt 301 wird der Kondensationsdruck bzw. die Kondensationstemperatur des Temperierfluids innerhalb der als Kondensator betriebenen ersten Wärmetauschereinheit 103 des Temperierkreislaufs 101 des Temperiersystems 100 durch die Temperiereinheit 107 herabgesetzt. In a subsequent method step 301 the condensation pressure or the condensation temperature of the temperature control fluid within the first heat exchanger unit 103 of the temperature control circuit 101 of the temperature control system 100 operated as a condenser is reduced by the temperature control unit 107 .

Hierzu wird wie oben beschrieben in der gezeigten Ausführungsform die erste Wärmetauschereinheit 103 mit dem Temperiermittel 110, insbesondere dem Kondensationswasser besprüht und hierdurch die erste Wärmetauschereinheit 103 abgekühlt, mit dem Effekt des Herabsetzens der Kondensationstemperatur bzw. des Kondensationsdrucks und der damit verbundenen Verbesserung der Kühlleistung.For this purpose, as described above, in the embodiment shown, the first heat exchanger unit 103 is sprayed with the temperature control medium 110, in particular the condensation water, and the first heat exchanger unit 103 is thereby cooled, with the effect of reducing the condensation temperature or the condensation pressure and the associated improvement in the cooling capacity.

Darauf folgend wird im Verfahrensschritt 305 der elektrochemische Energiespeicher 201 über den Temperierkreislauf 101 mit erhöhter Kühlleistung gekühlt. Durch Herabsetzen der Kondensationstemperatur bzw. des Kondensationsdrucks weist das Temperierfluid nach Kondensation in der ersten Wärmetauschereinheit 103 eine verringerte Temperatur auf. Hierdurch kann das Temperierfluid eine erhöhte Wärmemenge aufnehmen, wodurch die Kühlung des elektrochemischen Energiespeichers 201 mit einer erhöhten Kühlleistung ermöglicht ist.Subsequently, in method step 305, the electrochemical energy store 201 is cooled via the temperature control circuit 101 with an increased cooling capacity. By reducing the condensation temperature or the condensation pressure, the tempering fluid has a reduced temperature after condensation in the first heat exchanger unit 103 . As a result, the tempering fluid can absorb an increased amount of heat, which enables the electrochemical energy store 201 to be cooled with an increased cooling capacity.

Wird im Verfahrensschritt 315 hingegen ermittelt, dass die Temperaturwerte der Umgebungstemperatur bzw. der Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers 201 einen vorbestimmten Grenzwert für eine minimale Umgebungstemperatur bzw. eine minimale Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers 201 erreichen oder unterschreiten, so wird in Verfahrensschritt 307 das Temperiersystem 100 in den Heizmodus HM geschaltet. Hierzu wird der Temperierkreislauf 101 gemäß dem zu 2 beschriebenen Prozess betrieben.If, on the other hand, it is determined in method step 315 that the temperature values of the ambient temperature or the temperature of the electrochemical energy store 201 reaches or falls below a predetermined limit value for a minimum ambient temperature or a minimum temperature of the electrochemical energy store 201, then in method step 307 the temperature control system 100 is switched to the heating mode HM. For this purpose, the temperature control circuit 101 according to the 2 described process operated.

Darauf folgend wird durch die Temperiereinheit in einem Verfahrensschritt 309 der Wärmeaustausch zwischen der ersten Wärmetauschereinheit 103 und der Umgebung der ersten Wärmetauschereinheit 103 erhöht. Hierzu wird durch die Temperiereinheit 107 eine Eisbildung auf einer externen Oberfläche der ersten Wärmetauschereinheit 103 verhindert. In der oben gezeigten Ausführungsform wird hierzu über die Temperiereinheit 107 ein Frostschutzmittel auf die externe Oberfläche der ersten Wärmetauschereinheit 103 aufgesprüht, wodurch eine Eisbildung auf der Oberfläche der ersten Wärmetauschereinheit 103 zerstört bzw. verhindert wird. Durch die zerstörte bzw. verhinderte Eisschicht auf der ersten Wärmetauschereinheit 103 ist der thermisch isolierende Effekt der Eisschicht und damit verbunden die Hemmung des Wärmeaustausch zwischen der Umgebung und der ersten Wärmetauschereinheit 103 durch die Eisschicht verhindert und somit der Wärmeaustausch gegenüber der ersten Wärmetauschereinheit 103 mit Eisschicht erhöht.Subsequently, the heat exchange between the first heat exchanger unit 103 and the surroundings of the first heat exchanger unit 103 is increased by the temperature control unit in a method step 309 . For this purpose, the temperature control unit 107 prevents ice from forming on an external surface of the first heat exchanger unit 103 . In the embodiment shown above, an antifreeze is sprayed onto the external surface of the first heat exchanger unit 103 via the temperature control unit 107, as a result of which ice formation on the surface of the first heat exchanger unit 103 is destroyed or prevented. The destroyed or prevented layer of ice on the first heat exchanger unit 103 prevents the thermally insulating effect of the layer of ice and the associated inhibition of heat exchange between the environment and the first heat exchanger unit 103 by the layer of ice and thus increases the heat exchange compared to the first heat exchanger unit 103 with an ice layer .

Darauf folgend wird in einem Verfahrensschritt 311 der elektrochemische Energiespeicher über den Temperierkreislauf 101 mit erhöhter Heizleistung geheizt.Subsequently, in a method step 311, the electrochemical energy store is heated via the temperature control circuit 101 with increased heating power.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 200 mit einem elektrochemischen Energiespeicher 201 und einem Temperiersystem 100 gemäß einer Ausführungsform. 4 shows a schematic representation of a vehicle 200 with an electrochemical energy store 201 and a temperature control system 100 according to an embodiment.

In der gezeigten Ausführungsform umfasst das Fahrzeug 200 einen elektrochemischen Energiespeicher 201, eine Steuereinheit 203, ein Sensorelement 205 und ein Temperiersystem 100. Das Temperiersystem 100 kann gemäß den oben gezeigten Ausführungsformen ausgebildet sein und weist einen thermischen Kontakt zum elektrochemischen Energiespeicher 201 auf, über den der elektrochemische Energiespeicher 201 temperiert werden kann.In the embodiment shown, the vehicle 200 comprises an electrochemical energy store 201, a control unit 203, a sensor element 205 and a temperature control system 100. The temperature control system 100 can be designed according to the embodiments shown above and has a thermal contact with the electrochemical energy store 201, via which the electrochemical energy storage 201 can be tempered.

Über die Steuereinheit 203, die zum Steuern des Fahrzeugs 200 dient, kann das Temperiersystem 100 zwischen dem Kühlmodus CM und dem Heizmodus HM verschaltet werden. Das Verschalten des Temperiersystems 100 zwischen den beiden Temperiermodi kann basierend auf einer Umgebungstemperatur bzw. einer Temperatur des zu temperierenden elektrochemischen Energiespeichers 201 erfolgen. Hierzu weist das Fahrzeug 200 ein Sensorelement 205 auf. Das Sensorelement 205 kann beispielsweise ein Temperatursensor sein, über den eine Umgebungstemperatur des Fahrzeugs bzw. eine Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers 201 bestimmt werden kann. Das Sensorelement 205 kann alternativ ausgestaltet sein, Temperaturwerte sowohl der Umgebungstemperatur als auch des elektrochemischen Energiespeichers 201 aufnehmen zu können. Auf Basis der Temperaturmessungen des Sensorelements 205 kann über die Steuereinheit 203 eine Beurteilung der aufgenommenen Temperaturwerte durchgeführt werden und das Temperiersystem 100 in den entsprechenden Temperiermodus geschaltet werden. Hierzu weist das Sensorelement 205 eine Verbindung zum elektrochemischen Energiespeicher 201 und gegebenenfalls, in der Figur nicht dargestellt, eine Verbindung zur Umgebung des Fahrzeugs 200 auf.The temperature control system 100 can be switched between the cooling mode CM and the heating mode HM via the control unit 203, which is used to control the vehicle 200. The temperature control system 100 can be switched between the two temperature control modes based on an ambient temperature or a temperature of the electrochemical energy store 201 to be temperature controlled. For this purpose, vehicle 200 has a sensor element 205 . Sensor element 205 can be a temperature sensor, for example, via which an ambient temperature of the vehicle or a temperature of electrochemical energy store 201 can be determined. Alternatively, the sensor element 205 can be designed to be able to record temperature values both of the ambient temperature and of the electrochemical energy store 201 . Based on the temperature measurements of the sensor element 205, the recorded temperature values can be assessed via the control unit 203 and the temperature control system 100 can be switched to the corresponding temperature control mode. For this purpose, sensor element 205 has a connection to electrochemical energy store 201 and optionally a connection to the surroundings of vehicle 200 (not shown in the figure).

Zum Verschalten des Temperiersystems 100 kann dieses ein Schaltelement, in 4 nicht dargestellt, umfassen, das über die Steuereinheit 203 ansteuerbar ist. Die Steuereinheit 203 kann beispielsweise einen aus dem Stand der Technik bekannten üblichen Prozessor bzw. Mikrocontroller umfassen, der eingerichtet ist, die beschriebenen Vorgänge zu steuern.To connect the temperature control system 100, this can be a switching element, in 4 not shown, which can be controlled via the control unit 203 . The control unit 203 can include, for example, a conventional processor or microcontroller known from the prior art, which is set up to control the processes described.

Das wenigstens teilweise elektrisch betreibbare Fahrzeug 200 kann beispielsweise ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug sein.Vehicle 200 that can be operated at least partially electrically can be an electric vehicle or a hybrid vehicle, for example.

Claims (15)

Temperiersystem (100) zum Temperieren eines elektrochemischen Energiespeichers (201) in einem wenigstens teilweise elektrisch betreibbaren Fahrzeug (200), wobei das Temperiersystem (100) zwischen einem Kühlmodus (CM) und einem Heizmodus (HM) verschaltbar ist und umfasst: einen Temperierkreislauf (101) mit einer ersten Wärmetauschereinheit (103), einer zweiten Wärmetauschereinheit (105) und einem Temperierfluid, wobei der Temperierkreislauf (101) in einem thermischen Kontakt zu einem zu temperierenden elektrochemischen Energiespeicher (201) steht, wobei im Kühlmodus (CM) die erste Wärmetauschereinheit (103) als Kondensator und die zweite Wärmetauschereinheit (105) als Verdampfer betrieben werden und eingerichtet sind, eine Wärmemenge vom elektrochemischen Energiespeicher (201) an eine Umgebung des Temperierkreislaufs (101) zu transportieren, und wobei im Heizmodus (HM) die erste Wärmetauschereinheit (103) als Verdampfer und die zweite Wärmetauschereinheit (105) als Kondensator betrieben werden und eingerichtet sind, eine Wärmemenge von der Umgebung des Temperierkreislaufs (101) zum elektrochemischen Energiespeicher (201) zu transportieren; und eine Temperiereinheit (107), wobei die Temperiereinheit (107) eingerichtet ist, im Kühlmodus (CM) des Temperierkreislaufs (101) einen Kondensationsdruck und eine Kondensationstemperatur des Temperierfluids innerhalb der ersten Wärmetauschereinheit (103) herabzusetzen.Temperature control system (100) for temperature control of an electrochemical energy store (201) in an at least partially electrically operated vehicle (200), wherein the temperature control system (100) can be switched between a cooling mode (CM) and a heating mode (HM) and comprises: a temperature control circuit (101 ) with a first heat exchanger unit (103), a second heat exchanger unit (105) and a tempering fluid, wherein the tempering circuit (101) is in thermal contact with an electrochemical energy store (201) to be tempered, wherein in the cooling mode (CM) the first heat exchanger unit ( 103) are operated as a condenser and the second heat exchanger unit (105) as an evaporator and are set up to transport a quantity of heat from the electrochemical energy store (201) to an area surrounding the temperature control circuit (101), and wherein in the heating mode (HM) the first heat exchanger unit (103 ) operated as an evaporator and the second heat exchanger unit (105) as a condenser be and are set up, a quantity of heat from the environment of the tempe to transport rierkreises (101) to the electrochemical energy store (201); and a temperature control unit (107), wherein the temperature control unit (107) is set up to reduce a condensation pressure and a condensation temperature of the temperature control fluid within the first heat exchanger unit (103) in the cooling mode (CM) of the temperature control circuit (101). Temperiersystem (100) nach Anspruch 1, wobei die Temperiereinheit (107) eingerichtet ist, im Heizmodus (HM) des Temperierkreislaufs (101) einen Wärmeaustausch zwischen der ersten Wärmetauschereinheit (103) und einer Umgebung der ersten Wäremtauschereinheit (103) zu erhöhen.Temperature control system (100) according to claim 1 , wherein the temperature control unit (107) is set up to increase heat exchange between the first heat exchanger unit (103) and an environment of the first heat exchanger unit (103) in the heating mode (HM) of the temperature control circuit (101). Temperiersystem (100) nach Anspruch 1 und 2, wobei die Temperiereinheit (107) einen ersten Temperiermodus und einen zweiten Temperiermodus aufweist, wobei die Temperiereinheit (107) im ersten Temperiermodus eingerichtet ist, im Kühlmodus (CM) des Temperierkreislaufs (101) den Kondensationsdruck und die Kondensationstemperatur des Temperierfluids innerhalb der ersten Wärmetauschereinheit (101) herabzusetzen, wobei die Temperiereinheit (107) im zweiten Temperiermodus eingerichtet ist, im Heizmodus (HM) des Temperierkreislaufs (101) den Wärmeaustausch zwischen der ersten Wärmetauschereinheit (103) und der Umgebung der ersten Wärmetauschereinheit (103) zu erhöhen, und wobei die Temperiereinheit (107) zwischen dem ersten Temperiermodus und dem zweiten Temperiermodus verschaltbar ist.Temperature control system (100) according to claim 1 and 2 , wherein the temperature control unit (107) has a first temperature control mode and a second temperature control mode, wherein the temperature control unit (107) is set up in the first temperature control mode, in the cooling mode (CM) of the temperature control circuit (101) the condensation pressure and the condensation temperature of the temperature control fluid within the first heat exchanger unit ( 101), wherein the temperature control unit (107) is set up in the second temperature control mode, in the heating mode (HM) of the temperature control circuit (101) to increase the heat exchange between the first heat exchanger unit (103) and the environment of the first heat exchanger unit (103), and wherein the Temperature control unit (107) can be connected between the first temperature control mode and the second temperature control mode. Temperiersystem (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Temperiereinheit (111) eine Berieselungseinrichtung (108) umfasst, die eingerichtet ist, die erste Wärmetauschereinheit (103) mit einem Temperiermittel (110) zu berieseln.Temperature control system (100) according to one of the preceding claims, wherein the temperature control unit (111) comprises a sprinkling device (108) which is set up to sprinkle the first heat exchanger unit (103) with a temperature control medium (110). Temperiersystem (100) nach Anspruch 4, wobei das Temperiermittel (110) im ersten Temperiermodus der Temperiereinheit (107) ein Kühlmittel umfasst, das eingerichtet, über Verdunstung des Kühlmittels an der ersten Wärmetauschereinheit (103) den Kondensationsdruck und die Kondensationstemperatur innerhalb der ersten Wärmetauschereinheit (103) zu verringern.Temperature control system (100) according to claim 4 , wherein the temperature control means (110) in the first temperature control mode of the temperature control unit (107) comprises a coolant that is set up to reduce the condensation pressure and the condensation temperature within the first heat exchanger unit (103) by evaporation of the coolant at the first heat exchanger unit (103). Temperiersystem (100) nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Temperiermittel (110) im zweiten Temperiermodus der Temperiereinheit (103) ein Heizmittel umfasst, das eingerichtet, durch Aufbringen auf eine Oberfläche der ersten Wärmetauschereinheit (103) ein Eisbildung an der Oberfläche der ersten Wärmetauschereinheit (103) zu verhindern und/oder aufzulösen.Temperature control system (100) according to claim 4 or 5 , wherein the temperature control means (110) in the second temperature control mode of the temperature control unit (103) comprises a heating means set up to prevent and/or dissolve ice formation on the surface of the first heat exchanger unit (103) by application to a surface of the first heat exchanger unit (103). . Temperiersystem (100) nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Kühlmittel ein an einer Oberfläche der zweiten Wärmetauschereinheit (105) kondensierendes Kondensationswasser und/oder ein an einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs (200) ablaufendes Regenwasser umfasst.Temperature control system (100) according to claim 5 or 6 , wherein the coolant comprises a condensation water condensing on a surface of the second heat exchanger unit (105) and/or rainwater running off on a windshield of the vehicle (200). Temperiersystem (100) nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Heizmittel ein Frostschutzmittel umfasst, das eingerichtet ist, eine Bildung einer Eisschicht zu verhindern und/oder eine Eisschicht zu schmelzen.Temperature control system (100) according to claim 6 or 7 , wherein the heating means comprises an antifreeze arranged to prevent formation of an ice layer and/or to melt an ice layer. Temperiersystem (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche 4 bis 8, wobei die Berieselungseinrichtung (108) ein Düsenelement (109) zum Besprühen der ersten Wärmetauschereinheit (103) mit dem Temperiermittel (110), ein Aufnahmebehältnis (111) zum Aufnehmen des Temperiermittels (110) und ein Pumpenelement (113) zum Bereitstellen des Temperiermittels (110) des Aufnahmebehältnisses (111) an das Düsenelement (109) umfasst.Temperature control system (100) according to one of the preceding Claims 4 until 8th , wherein the sprinkling device (108) has a nozzle element (109) for spraying the first heat exchanger unit (103) with the temperature control medium (110), a receptacle (111) for receiving the temperature control medium (110) and a pump element (113) for providing the temperature control medium ( 110) of the receptacle (111) to the nozzle element (109). Temperiersystem (100) nach Anspruch 9, wobei das Aufnahmebehältnis (111) eingerichtet, das Kühlmittel und das Heizmittel separat aufzunehmen.Temperature control system (100) according to claim 9 , wherein the receptacle (111) set up to receive the coolant and the heating agent separately. Temperiersystem (100) nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Aufnahmebehältnis (111) eine fluidtechnische Verbindung (133) zur Oberfläche der zweiten Wärmetauschereinheit (105) aufweist und eingerichtet ist, an der Oberfläche der zweiten Wärmetauschereinheit (105) kondensierendes Kondensationswasser als Temperiermittel (110) aufzunehmen, und/oder wobei das Aufnahmebehältnis (111) eine fluidtechnische Verbindung zu einer Windschutzscheide des Fahrzeugs (200) aufweist und eingerichtet ist, Regenwasser als Temperiermittel (110) aufzunehmen.Temperature control system (100) according to claim 9 or 10 , wherein the receiving container (111) has a fluidic connection (133) to the surface of the second heat exchanger unit (105) and is set up to receive condensation water condensing on the surface of the second heat exchanger unit (105) as a temperature control medium (110), and/or wherein the receiving container (111) has a fluidic connection to a windshield sheath of the vehicle (200) and is set up to receive rainwater as a temperature control medium (110). Temperiersystem (100) nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei das Aufnahmebehältnis (111) einen Serviceanschluss (128, 129) aufweist, über den Temperierfluid (110) in das Aufnahmebehältnis (111) einfüllbar und/oder über den Temperierfluid (110) von dem Aufnahmebehältnis (111) auslassbar ist.Temperature control system (100) according to claim 9 , 10 or 11 , wherein the receptacle (111) has a service connection (128, 129) via which the temperature control fluid (110) can be filled into the receptacle (111) and/or can be discharged from the receptacle (111) via the temperature control fluid (110). Elektrisch betreibbares Fahrzeug (200) mit einem elektrochemischen Energiespeicher (201) und einem Temperiersystem (100) nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 12.Electrically operable vehicle (200) with an electrochemical energy store (201) and a temperature control system (100) according to one of the preceding ones Claims 1 until 12 . Verfahren (300) zum Temperieren eines elektrochemischen Energiespeichers (201) in einem wenigstens teilweise elektrisch betreibbaren Fahrzeug (200) nach Anspruch 13, umfassend: Schalten (301) des Temperiersystems (100) des Fahrzeugs (200) in den Kühlmodus (CM); Herabsetzen (303) des Kondensationsdrucks und der Kondensationstemperatur des Temperierfluids innerhalb der ersten Wärmetauschereinheit (103) des Temperierkreislaufs (101) des Temperiersystems (100) durch die Temperiereinheit (107); Kühlen (305) des elektrochemischen Energiespeichers (201) über den Temperierkreislauf (101) mit erhöhter Kühlleistung; oder Schalten (307) des Temperiersystems (100) in den Heizmodus (HM); Erhöhen (309) des Wärmeaustauschs zwischen der ersten Wärmetauschereinheit (103) und der Umgebung der ersten Wärmetauschereinheit (103) des Temperierkreislaufs (101) des Temperiersystems (100) durch die Temperiereinheit (107); und Heizen (311) des elektrochemischen Energiespeichers (201) über den Temperierkreislauf (101) mit erhöhter Heizleistung.Method (300) for tempering an electrochemical energy store (201) in an at least partially electrically operated vehicle (200). Claim 13 , comprising: switching (301) of the temperature control system (100) of vehicle (200) into cooling mode (CM); Reduction (303) of the condensation pressure and the condensation temperature of the temperature control fluid within the first heat exchanger unit (103) of the temperature control circuit (101) of the temperature control system (100) by the temperature control unit (107); Cooling (305) of the electrochemical energy store (201) via the temperature control circuit (101) with increased cooling capacity; or switching (307) of the temperature control system (100) to the heating mode (HM); Increase (309) the heat exchange between the first heat exchanger unit (103) and the surroundings of the first heat exchanger unit (103) of the temperature control circuit (101) of the temperature control system (100) by the temperature control unit (107); and heating (311) of the electrochemical energy store (201) via the temperature control circuit (101) with increased heating power. Verfahren (300) nach Anspruch 14,wobei das Schalten (301) des Temperiersystems (100) in den Kühlmodus (CM) an ein Erreichen oder Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwerts für eine maximale Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers (201) oder einer Umgebungstemperatur des Fahrzeugs (200) gekoppelt ist, und/oder wobei das Schalten (301) des Temperiersystems (100) in den Heizmodus (HM) an ein Erreichen oder Unterschreiten eines vorbestimmten Grenzwerts für eine minimale Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers (201) oder einer Umgebungstemperatur des Fahrzeugs (200) gekoppelt ist.Method (300) according to Claim 14 ,wherein the switching (301) of the temperature control system (100) into the cooling mode (CM) is coupled to reaching or exceeding a predetermined limit value for a maximum temperature of the electrochemical energy store (201) or an ambient temperature of the vehicle (200), and/or wherein the switching (301) of the temperature control system (100) to the heating mode (HM) is coupled to reaching or falling below a predetermined limit value for a minimum temperature of the electrochemical energy store (201) or an ambient temperature of the vehicle (200).
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