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Die Erfindung betrifft ein Fluidmanagement-Modul zum Kühlen eines elektrischen Energiespeichers mittels Immersionskühlung sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Fluidmanagement-Moduls. Die Erfindung betrifft schließlich eine Anordnung mit einem solchen Fluidmanagement-Modul.
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Die Immersionskühlung gewinnt insbesondere beim Schnellladen von elektrischen Energiespeichern von Kraftfahrzeugen mit batterieelektrischem Antrieb immer mehr an Bedeutung. Bei der Immersionskühlung eines elektrischen Energiespeichers wird dieser unmittelbar von einem flüssigen Kühlmedium, typischerweise einer elektrisch isolierenden und dielektrischen Kühlflüssigkeit, umströmt. Hierzu kann an den Energiespeicher ein sogenanntes Fluidmanagement-Modul angeschlossen werden, sodass ein Fluidkreislauf entsteht, in welchem das Kühlmedium durch das Modul und durch den Energiespeicher zirkuliert wird. Im Fluidmanagement-Modul kann eine Filtereinrichtung angeordnet sein, um das zirkulierende Kühlmedium von Schmutzpartikeln zu befreien. Im Modul kann außerdem ein Wärmeübertrager angeordnet sein, um die vom Kühlmedium aufgenommene Abwärme des Energiespeichers an ein anderes Medium weiterzugeben. Dieses Medium kann beispielsweise Luft, aber auch ein anderes einphasiges oder mehrphasiges Medium sein. Schließlich kann im Modul eine Fördereinrichtung, insbesondere eine Fluidpumpe, angeordnet sein, um das Kühlmedium anzutreiben. Da im Betrieb des Fluidmanagement-Moduls aufgrund von Leckagen im Laufe der Zeit Kühlmedium verloren gehen kann, ist es erforderlich, dieses in bestimmten Zeitabständen nachzufüllen. Hierzu kann eine vom Fluidmanagement-Modul getrennt ausgebildete sogenannte Service-Einheit bereitgestellt werden, in welcher ein Kühlmedium-Reservoir mit Kühlmedium bereitgestellt ist.
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Durch Anschluss des Fluidmanagement-Moduls an die Service-Einheit ist es möglich, dem Fluidmanagement-Modul Kühlmedium zum Nachfüllen bereitzustellen. Das Fluidmanagement-Modul kann in Verbindung mit besagter Service-Einheit aber auch dazu herangezogen werden, die im Energiespeicher vorhandenen und von dem Kühlmedium durchströmbaren Fluidpfade mit Kühlmedium aus dem Kühlmedium-Reservoir zu spülen und somit zu reinigen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Entwicklung von Fluid-Management-Modulen für die Immersionskühlung von elektrischen Energiespeichern neue Wege aufzuzeigen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Grundidee der vorliegenden Erfindung ist demnach, in einem im Fluidmanagement-Modul vorgesehenen Fluidpfad eine Ventileinrichtung vorzusehen, welche im Fluidmanagement-Modul sowohl einen Nachfüllvorgang als auch einen Spülvorgang mit Kühlmittel vereinfacht. Mittels der Ventileinrichtung wird dabei sichergestellt wird, dass beim Befüllen sowie beim Spülen von Fluidmanagement-Modul und Energiespeicher mit Kühlmedium der im Modul und im Energiespeicher vorhandene Fluidpfad in korrekter Weise durchströmt wird. Insbesondere kann mittels einer solchen Ventileinrichtung verhindert werden, dass das Kühlmedium beim Befüllen und beim Spülen in der Art eines Bypasses an dem Energiespeicher vorbeigeführt wird.
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Das erfindungsgemäße Fluidmanagement-Modul dient zum Kühlen eines elektrischen Energiespeichers mittels Immersionskühlung. Der elektrische Energiespeicher kann mehrere Batteriezellenmodule aufweisen, die in einem Gehäuse angeordnet sind, durch welches ein oder mehrere Kühlpfade geführt sind, die fluidisch mit dem Fluidpfad des Fluidmanagement-Moduls kommunizieren, so dass durch die Kühlpfade Kühlmedium aus dem Fluidmanagement-Modul strömen kann. Dabei werden die einzelnen Batteriezellenmodule des elektrischen Energiespeichers wie bei der Immersionskühlung vorgesehen direkt mit dem Kühlmedium umströmt.
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Das Modul umfasst einen von einem Kühlmedium durchströmbaren Fluidpfad, welcher einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss zum fluidischen Verbinden des Fluidpfads mit dem zu kühlenden Energiespeicher aufweist. Das Kühlmedium kann also im Fluidmanagement-Modul den Fluidpfad vom Eingangsanschluss zum Ausgangsanschluss durchströmen. Das Modul umfasst ferner einen im Fluidpfad angeordneten Wärmeübertrager zum Abführen von Wärme von dem Kühlmedium. Hierzu kann ein weiteres Fluid fluidisch getrennt vom Kühlmedium, aber thermisch mit diesem verbunden, durch den Wärmeübertrager geführt werden. Auf diese Weise kann das Kühlmedium die vom elektrischen Energiespeicher aufgenommene Abwärme wieder abgeben.
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Zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss ist im Fluidpfad erfindungsgemäß eine Ventileinrichtung des Moduls angeordnet. Die Ventileinrichtung ist derart ausgebildet, dass sie eine Durchströmung des Fluidpfads mit dem Kühlmedium entlang einer ersten Durchströmungsrichtung vom Eingangsanschluss zum Ausgangsanschluss zulässt und entlang einer zweiten Durchströmungsrichtung - entgegengesetzt zur ersten Durchströmungsrichtung - vom Ausgangsanschluss zum Eingangsanschluss verhindert.
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Zwischen der Ventileinrichtung und dem Ausgangsanschluss sind außerdem ein mit dem Fluidpfad kommunizierender Service-Eingangsanschluss des Moduls und ein zwischen dem Eingangsanschluss und dem Wärmeübertrager mit dem Fluidpfad kommunizierender Service-Ausgangsanschluss des Moduls, jeweils zum fluidischen Verbinden des Fluidpfads mit oben erläuterter Service-Einheit, vorhanden. Die Service-Einheit umfasst ein Kühlmedium-Reservoir mit Kühlmedium, welches über den Service-Eingangsanschluss dem Fluidmanagement-Modul zugeführt werden kann, wenn dieses mit Kühlmedium befüllt werden soll. Soll das Fluidmanagement-Modul gespült werden, so kann das Kühlmedium über den Service-Eingangsanschluss und den Service-Ausgangsanschluss zwischen der Service-Einheit und dem Fluidmanagement-Modul sowie dem an das Modul angeschlossenen Energiespeicher zirkuliert werden.
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Mittels der erfindungswesentlichen Ventileinrichtung wird dabei also sichergestellt, dass beim Spülen das gesamte aus der Service-Einheit in das Modul eingeleitete Kühlmedium auch durch den Energiespeicher strömt und nicht in der Art eines unerwünschten Bypasses durch den Wärmeübertrager und die Filtereinrichtung am elektrischen Energiespeicher vorbeiströmen kann, so dass dieser nur in abgeschwächter Weise der gewünschten Spülung unterzogen werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ventileinrichtung zwischen dem Wärmeübertrager und der Filtereinrichtung im Fluidpfad angeordnet. Somit wird insbesondere der Wärmeübertrager vor einer unerwünschten Durchströmung in der zweiten Durchströmungsrichtung geschützt.
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Besonders zweckmäßig ist der Wärmeübertrager zwischen der Filtereinrichtung und dem Eingangsanschluss und die Filtereinrichtung zwischen dem Wärmeübertrager und dem Ausgangsanschluss im Fluidpfad angeordnet. Auf diese Weise kann das Kühlmedium beim Durchströmen des Fluidpfads zunächst gekühlt und anschließend gereinigt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Ventileinrichtung eine im Fluidpfad angeordnete und von dem Kühlmedium durchströmbare Ventilöffnung und einen verstellbaren Ventilkörper, der bevorzugt als Ventilklappe, besonders bevorzugt als schwenkbare Ventilklappe, ausgebildet sein kann. Der Ventilkörper ist verstellbar zwischen einer Schließstellung, in welcher der Ventilkörper die Ventilöffnung fluiddicht verschließt, und einer Offenstellung, in welcher der Ventilkörper die Ventilöffnung zum Durchströmen mit dem Kühlmedium freigibt. Die Ventileinrichtung ist bei dieser Ausführungsform so ausgebildet und auf das Modul abgestimmt, dass der Ventilkörper beim Durchströmen des Fluidpfads mit Kühlmedium entlang der ersten Durchströmungsrichtung in die Offenstellung verstellt wird und bei Durchströmung des Fluidpfads mit Kühlmedium entlang der zweiten Durchströmungsrichtung in die Schließstellung verstellt wird. Auf diese Weise wird ohne aktive Steuerung erreicht, dass das Kühlmedium nur entlang der ersten Durchströmungsrichtung durch die Ventilöffnung und somit auch durch den Fluidpfad strömen kann, nicht aber entlang der zweiten Durchströmungsrichtung.
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In einer dazu alternativen Variante kann die Ventileinrichtung ein Rückschlagventil umfassen oder sein, mit welchem hinsichtlich Durchströmung des Fluidpfads nur entlang der ersten Durchströmungsrichtung, nicht aber entlang der zweiten Durchströmungsrichtung dasselbe Ergebnis erzielt werden kann wie mit dem voranstehend erläuterten Klappenventil.
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Vorzugsweise ist der Service-Eingangsanschluss zwischen der Filtereinrichtung und dem Ausgangsanschluss im Fluidpfad angeordnet. Besonders bevorzugt ist der Service-Eingangsanschluss in der Filtereinrichtung, insbesondere in einer Reinseite der Filtereinrichtung, angeordnet. Zweckmäßig kann die Filtereinrichtung stromab des Wärmeübertragers im Fluidpfad angeordnet sein.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der Fluidpfad entlang der ersten Durchströmungsrichtung vom Eingangsanschluss zum Ausgangsanschluss. Bei dieser Ausführungsform ist der Service-Ausgangsanschluss stromab des Eingangsanschlusses im Fluidpfad angeordnet. Außerdem ist der Service-Eingangsanschluss stromab des Service-Ausgangsanschlusses und stromauf des Ausgangsanschlusses im Fluidpfad angeordnet.
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Besonders zweckmäßig können der Wärmeübertrager und die Filtereinrichtung zwischen dem Service-Eingangsanschluss und dem Service-Ausgangsanschluss im Fluidpfad angeordnet sein. Auf diese Weise kann mithilfe der erfindungswesentlichen Ventileinrichtung sichergestellt werden, dass beim Spülvorgang die Filtereinrichtung und der Wärmeübertrager nicht mit gespült werden, sondern vielmehr das Kühlmedium ausschließlich durch den Energiespeicher geführt wird.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines voranstehend vorgestellten, erfindungsgemäßen Fluidmanagement-Moduls, so dass sich die voranstehend erläuterten Vorteile des erfindungsgemäßen Moduls auf das erfindungsgemäßen Verfahren übertragen. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst drei Maßnahme a), b) und c).
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In Maßnahme a) werden sowohl das Fluid-Management-Modul als auch ein zum Kühlen fluidisch an den Eingangsanschluss und an den Ausgangsanschluss angeschlossener elektrischer Energiespeicher bereitgestellt.
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In einer nach Maßnahme a) durchgeführten Maßnahme b) wird eine Service-Einheit, die ein Kühlmedium-Reservoir mit einem Kühlmedium umfasst, an den Service-Eingangsanschluss angeschlossen. In Maßnahme c) werden der Fluidpfads und der an den Fluidpfad angeschlossene elektrische Energiespeicher mit Kühlmedium aus dem Kühlmedium-Reservoir befüllt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren zwei zusätzliche Maßnahmen d) und e). Gemäß Maßnahme d) wird die Service-Einheit an den Service-Ausgangsanschluss des Moduls angeschlossen. In einer nach Maßnahme d) durchgeführten Maßnahme e) wird das Kühlmedium durch den Fluidpfad des Fluidmanagement-Moduls, durch die Service-Einheit und durch den Energiespeicher entlang der ersten Durchströmungsrichtung zirkuliert, um auf diese Weise den elektrischen Energiespeicher zu spülen.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung, die zur Durchführung des voranstehend vorgestellten, erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst ein vorangehend vorgestelltes, erfindungsgemäßes Fluidmanagement-Modul, so dass sich die oben erläuterten Vorteile des erfindungsgemäßen Fluidmanagement-Moduls auch auf die erfindungsgemäße Anordnung übertragen. Des Weiteren umfasst die Anordnung einen elektrischen Energiespeicher, der von dem Kühlmedium umströmbar ausgebildet ist, so dass das Kühlmedium beim Umströmen des Energiespeichers von diesem erzeugte Abwärme aufnehmen kann. Dabei kommuniziert der Energiespeicher fluidisch sowohl mit dem Eingangsanschluss als auch mit dem Ausgangsanschluss des Moduls, so dass Kühlmedium aus dem Fluidpfad des Moduls durch den Energiespeicher geführt und insbesondere zirkuliert werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung umfasst diese eine Service-Einheit, die ein Kühlmedium-Reservoir für oder mit Kühlmedium enthält. Die Service-Einheit ist zumindest an den Service-Eingangsanschluss, vorzugsweise an den Service-Eingangsanschluss und an den Service-Ausgangsanschluss des Fluidmanagement-Moduls, angeschlossen, so dass der Fluidpfad und der Energiespeicher mit Kühlmedium aus der Service-Einheit versorgt werden können.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch:
- 1 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einem erfindungsgemäßen Fluidmanagement-Modul,
- 2a ein Beispiel einer als Klappenventil ausgebildeten und sich in einer Schließstellung befindenden Ventileinrichtung in perspektivischer Darstellung,
- 2b die Ventileinrichtung der 2 in ihrer Offenstellung.
- 3 eine Variante des Beispiels der 1, bei welcher der zweite Abzweigpunkt zwischen dem Wärmeübertrager und der Filtereinrichtung angeordnet ist,
- 4a die Ventileinrichtung der Anordnung gemäß 3 in ihrer Offenstellung,
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1 illustriert ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung 25 mit einem erfindungsgemäßen Fluidmanagement-Modul 1 zum Kühlen eines elektrischen Energiespeichers 31 mittels Immersionskühlung.
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Das Modul 1 umfasst einen von einem Kühlmedium K durchströmbaren Fluidpfad 2, welcher einen Eingangsanschluss 3 und einen Ausgangsanschluss 4 zum fluidischen Verbinden des Fluidpfads 2 dem zu kühlenden Energiespeicher 31 aufweist. Der elektrische Energiespeicher 31 ist in 1 nur grobschematisch dargestellt und kann ein Gehäuse 30 aufweisen, durch welches ein oder mehrere Kühlpfade 32 geführt sind, die fluidisch mit dem Fluidpfad 2 des Fluidmanagement-Moduls 1 kommunizieren und durch welche somit das Kühlmedium K aus dem Fluidpfad 2 des Fluidmanagement-Moduls 1 geführt werden kann. Dadurch werden im Gehäuse 30 angeordnete Batteriezellenmodule 33 des Energiespeichers 31 direkt mit dem Kühlmedium K umströmt. Der Kühlpfad 32 kann auch wenigstens einen Kühlkanal umfassen, über welchen das Kühlmedium K an bzw. um die Batteriezellenmodule 33 geführt wird.
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Der Fluidpfad 2 erstreckt sich entlang einer ersten Durchströmungsrichtung D1 vom Eingangsanschluss 3 zum Ausgangsanschluss 4. Das Modul 1 umfasst ferner einen im Fluidpfad 2 angeordneten Wärmeübertrager 5 zum Abführen von Wärme von dem Kühlmedium K und einen ebenfalls im Fluidpfad 2 angeordnete Filtereinrichtung 6 zum Reinigen des Kühlmediums K. Die Filtereinrichtung 6 ist bzgl. der ersten Durchströmungsrichtung D1 stromab des Wärmeübertragers 5 im Fluidpfad 2 angeordnet. Der Wärmeübertrager 5 ist zwischen der Filtereinrichtung 6 und dem Eingangsanschluss 3 angeordnet. Die Filtereinrichtung 6 ist zwischen dem Wärmeübertrager 5 und dem Ausgangsanschluss 4 im Fluidpfad 2 angeordnet.
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Fluidisch parallel zum Wärmeübertrager 5 kann ein Thermostat 17 vorgesehen sein. Das Fluidmanagement-Modul 1 kann außerdem einen Bypass 20 mit einem Bypass-Ventil 21 aufweisen, über welchen der Fluidpfad 2 an der Filtereinrichtung 6 vorbeigeführt werden kann. Im Fluidpfad 2 kann außerdem eine Fördereinrichtung 22 zum Antreiben des Kühlmediums K angeordnet sein.
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Weiterhin ist im Fluidpfad 2 zwischen dem Eingangsanschluss 3 und dem Ausgangsanschluss eine Ventileinrichtung 7 vorgesehen. Diese Ventileinrichtung 7 ist derart ausgebildet und im Fluidpfad 2 angeordnet, dass sie eine Durchströmung des Fluidpfads 2 mit dem Kühlmedium K entlang der ersten Durchströmungsrichtung D1 vom Eingangsanschluss 3 zum Ausgangsanschluss 4 zulässt und entlang einer zweiten Durchströmungsrichtung D2 vom Ausgangsanschluss 4 zum Eingangsanschluss 3, also entgegengesetzt zur ersten Durchströmungsrichtung D1, verhindert. Im Beispiel ist die Ventileinrichtung 7 zwischen dem Wärmeübertrager 5 und der Filtereinrichtung 6 im Fluidpfad 2 angeordnet.
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Ferner umfasst das Modul 1 einen zwischen der Ventileinrichtung 7 und dem Ausgangsanschluss 4 mit dem Fluidpfad 2 kommunizierenden Service-Eingangsanschluss 8 und einen zwischen dem Eingangsanschluss 3 und dem Wärmeübertrager 5 mit dem Fluidpfad 2 kommunizierenden Service-Ausgangsanschluss 9. Hierzu zweigen der Service-Eingangsanschluss 8 und der Service-Ausgangsanschluss 9 in einem ersten bzw. zweiten Abzweigpunkt 15a, 15b vom Fluidpfad 2 ab. Der Service-Eingangsanschluss 8 und der Service-Ausgangsanschluss 9 dienen zum fluidischen Verbinden des Fluidpfads 2 mit einer Service-Einheit 10 der Anordnung 25, die wiederum ein Kühlmedium-Reservoir 11 mit einem Vorrat an Kühlmedium K umfasst. Somit können das Fluidmanagement-Modul 1 und auch der an das Modul 1 angeschlossene Energiespeicher 31 sowohl mit Kühlmedium K aus der Service-Einheit 10 befüllt als auch mit Kühlmedium K aus der Service-Einheit 10 gespült werden, was im Folgenden noch genauer erläutert werden wird.
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In einem nominellen Betrieb des Fluidmanagement Moduls 1, in welchem die Service-Einheit 10 nicht an das Modul 1 angeschlossen ist, sind der Service-Eingangsanschluss 8 und der Service-Ausgangsanschluss 9 verschlossen, sodass kein Kühlmedium K über diese beiden Anschlüsse 8, 9 aus dem Fluidpfad 2 in die äußere Umgebung des Fluidmanagement-Moduls 1 austreten kann.
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Soll das Modul 1 mit Kühlmedium K aus der Service-Einheit 10 befüllt werden, so kann die Service-Einheit 10 über die erste Versorgungsleitung 16a fluidisch mit dem Service-Eingangsanschluss 8 des Modul 1 verbunden werden. Der Service-Ausgangsanschluss 9 kann dabei verschlossen bleiben.
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Auf diese Weise werden der Fluidpfad 2 und der Energiespeicher 31 über den Service-Eingangsanschluss 8 mit Kühlmedium K aus der Service-Einheit 10 versorgt. Dadurch wird der an das Modul 1 angeschlossenen Energiespeicher 31 mit Kühlmedium K befüllt. Hierbei wird der Fluidpfad 2 entlang der ersten Strömungsrichtung D1 mit Kühlmedium K aus dem Kühlmedium-Reservoir 11 der Service-Einheit 10 durchströmt. Die Ventileinrichtung 7 verhindert dabei eine Durchströmung entlang der zweiten Strömungsrichtung D2 entgegengesetzt zur ersten Strömungsrichtung D1.
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Sollen der Energiespeicher 31 nicht nur mit Kühlmedium K gespült werden, so kann hierfür der bislang verschlossene Service-Ausgangsanschluss 9 über die zweite Versorgungsleitung 16b (in 1 gestrichelt dargestellt) mit der Service-Einheit 10 und somit mit dem Kühlmedium-Reservoir 11 verbunden werden. Auf diese Weise wird der im nominellen Betrieb im Fluidmanagement-Modul 1 und im elektrischen Energiespeicher 31 durch den Fluidpfad 2 und die Kühlpfade 32 gebildete Fluidkreislauf um die Service-Einheit 10 erweitert, sodass durch Zirkulation des Kühlmediums K durch das Fluidmanagement-Modul 1, den Energiespeicher 31 und die Service-Einheit 10 die gewünschte Spülung mit Kühlmedium K erfolgt.
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Die 2a und 2b zeigen das Fluidmanagement-Modul 1 im Bereich der Ventileinrichtung 7 jeweils in perspektivischer Darstellung. Demnach umfasst die Ventileinrichtung 7 eine im Fluidpfad 2 angeordnete und von dem Kühlmedium K durchströmbare Ventilöffnung 12 sowie einen verstellbaren Ventilkörper 13, beispielsweise in Form einer verstellbaren Ventilklappe 14. Der Ventilkörper 13 ist verstellbar zwischen einer Schließstellung, in welcher er die Ventilöffnung 12 fluiddicht verschließt, und einer Offenstellung, in welcher er die Ventilöffnung 12 zum Durchströmen mit dem Kühlmedium K freigibt.
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Die 2a zeigt den Ventilkörper 13 bzw. die Ventilklappe 14 in der Schließstellung. Die 2b zeigt den Ventilkörper 13 die Ventilklappe 14 in der Offenstellung. Die Ventileinrichtung 12 ist so ausgebildet und auf das Fluidmanagement-Modul 1 abgestimmt, dass der Ventilkörper 13 bei Durchströmung des Fluidpfads 2 mit Kühlmedium K entlang der ersten Durchströmungsrichtung D1 in die Offenstellung verstellt wird und bei Durchströmung des Fluidpfads 2 mit Kühlmedium K entlang der zweiten Durchströmungsrichtung D2, also entgegengesetzt zur ersten Durchströmungsrichtung D1, in die Schließstellung verstellt wird. Somit wird sichergestellt, dass beim Spülen das gesamte aus der Service-Einheit 10 in das Modul 1 eingeleitete Kühlmedium auch durch den Energiespeicher 31 strömt und nicht in Durchströmungsrichtung D2 - wie in 1 mittels eines gestrichelten Pfeils angedeutet - durch den Wärmeübertrager 5 und die Filtereinrichtung 6 am Energiespeicher 31 vorbeiströmen kann.
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In einer in den Figuren nicht gezeigten Variante kann die Ventileinrichtung 7 als Rückschlagventil ausgebildet sein oder ein solches Rückschlagventil umfassen.
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Die Service-Einheit 10 kann zusätzlich zum Kühlmedium-Reservoir 11 auch eine Service-Fördereinrichtung 18 zum Antreiben und Zirkulieren des Kühlmediums K durch das Fluidmanagement-Modul 1, durch den Energiespeicher 31 und durch die Service-Einheit 10 umfassen. Ebenso kann in der Service-Einheit 10 eine Service-Filtereinrichtung 19 vorgesehen sein, welche beim Spülvorgang von dem Kühlmedium K durchströmt wird, sodass dieses von Schmutzpartikel und dergleichen gereinigt werden kann.
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Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren, bei welchem das Modul 1 und der Energiespeicher 31 zunächst mit Kühlmedium K befüllt und anschließend durch Zirkulation des Kühlmediums K gespült werden, anhand der 1 erläutert.
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Demnach wird in einer ersten Maßnahme a) des Verfahrens das Fluid-Management-Moduls 1 der Anordnung 25 bereitgestellt und mit dem Eingangsanschluss 3 und dem Ausgangsanschluss 4 an den Energiespeicher 31 angeschlossen.
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Nach Durchführung von Maßnahme a) wird in einer zweiten Maßnahme b) die Service-Einheit 10 mit einem Kühlmedium-Reservoir 11 an den Service-Eingangsanschluss 8 angeschlossen. In diesem Zustand muss der Service-Ausgangsanschluss 9 noch nicht zwingend fluidisch mit der Service-Einheit 10 verbunden sein. Insbesondere kann der Service-Ausgangsanschluss 9 mittels eines geeigneten Verschlusses fluiddicht verschlossen. Dennoch können in diesem Zustand gemäß einer dritten Maßnahme c) der Fluidpfad 2 und der Energiespeicher 31 mit Kühlmedium K aus dem Kühlmedium-Reservoir 11 befüllt werden, da der Fluidpfad 2 über den Service-Eingangsanschluss 8 mit der Service-Einheit 10 kommuniziert und der Energiespeicher 31 über den Eingangsanschluss 3 und den Ausgangsanschluss 4 fluidisch mit dem Fluidpfad 2 kommuniziert.
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Die Spülung des Energiespeichers 31 mit dem Kühlmedium K erfolgt in zwei weiteren Maßnahmen d) und e) des Verfahrens. In Maßnahme d) wird die Service-Einheit 10 an den Service-Ausgangsanschluss 9 des Moduls 1 angeschlossen.
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Danach wird in einer weiteren Maßnahme e) das Kühlmediums K durch den Fluidpfad 2 des Fluidmanagement-Moduls 1, durch die Service-Einheit 10 und durch den Energiespeicher 31 entlang der ersten Durchströmungsrichtung D1 zirkuliert. und auf diese Weise wird die gewünschte Spülung des Energiespeichers 31 erreicht.
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Die 3 zeigt eine Variante des Beispiels der 1. Das Beispiel der 3 unterscheidet sich vom Beispiel der 1 darin, dass der zweite Abzweigpunkt 15b und somit der Service-Ausgangsanschluss 9 hier zwischen dem Wärmeübertrager 5 und der Filtereinrichtung 6 angeordnet ist. Somit ist im Beispiel der 3 nur die Filtereinrichtung 6, nicht aber der Wärmeübertrager 5 zwischen dem Service-Eingangsanschluss 8 und dem Service-Ausgangsanschluss 9 im Fluidpfad 2 angeordnet, wohingegen im Beispiel der 1 der Wärmeübertrager 5 und die Filtereinrichtung 6 zwischen dem Service-Eingangsanschluss 8 und dem Service-Ausgangsanschluss 9 im Fluidpfad 2 angeordnet sind. Dadurch wird bei der Variante gemäß 3 beim Zirkulieren des Kühlmediums K gemäß Maßnahme e) auch der Wärmeübertrager 5 gespült und gereinigt.
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Denkbar ist auch eine Kombination der Beispiele der 1 und 3. In diesem Fall sind zwei zweite Abzweigpunkte 15b vorgesehen, wobei einer dieser beiden Abzweigpunkte 15b gemäß 1 im Fluidpfad 2 angeordnet ist und der andere dieser beiden Abzweigpunkte 15b gemäß 3 im Fluidpfad 2 angeordnet ist. Somit kann in Maßnahme e) in einer ersten Zirkulationsphase die Serviceeinheit 10 an den zweiten Abzweigpunkt 15b gemäß 1 angeschlossen werden. Beim Zirkulieren des Kühlmediums K wird in der ersten Zirkulationsphase der Wärmeübertrager 5 zwar nicht mit gereinigt; es wird somit jedoch auch verhindert, dass Schmutz, der stromauf des Wärmeübertragers 5 im Fluidpfad 2 vom Kühlmedium K aufgenommen wird, in den Wärmeübertrager 5 gelangen kann und dort Verunreinigungen verursacht. In einer auf die erste Zirkulationsphase folgenden zweiten Zirkulationsphase wird dann die Serviceeinheit 10 vom zweiten Abzweigpunkt 15b gemäß 1 getrennt und stattdessen an den zweiten Abzweigpunkt 15b gemäß 3 angeschlossen. Anschließend wird beim Zirkulieren des Kühlmediums K auch der Wärmeübertrager 5 mit gereinigt.
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Die 4a und 4b zeigen das Fluidmanagement-Modul 1 in analoger Weise zu den 2a und 2b gemäß Variante der 3 im Bereich der Ventileinrichtung 7 jeweils in perspektivischer Darstellung. Der Verlauf des Fluidpfads 2 ist durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Die Position des zweiten Abzweigpunkts 15b ist ebenfalls eingezeichnet. Die Position des Wärmeübertragers 5 ist ebenso wie die Fluidführung zum Service-Ausgangsanschluss 9 nur schematisch angedeutet.
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Die 4a zeigt den Ventilkörper 13 bzw. die Ventilklappe 14 in der Schließstellung. Die 4b zeigt den Ventilkörper 13 die Ventilklappe 14 in der Offenstellung. Die Ventileinrichtung 12 ist so ausgebildet und auf das Fluidmanagement-Modul 1 abgestimmt, dass der Ventilkörper 13 bei Durchströmung des Fluidpfads 2 mit Kühlmedium K entlang der ersten Durchströmungsrichtung D1 in die Offenstellung verstellt wird (vgl. 4b) und bei Durchströmung des Fluidpfads 2 mit Kühlmedium K entlang der zweiten Durchströmungsrichtung D2, also entgegengesetzt zur ersten Durchströmungsrichtung D1, in die Schließstellung verstellt wird (vgl. 4a). Somit wird sichergestellt, dass beim Spülen das gesamte aus der Service-Einheit 10 in das Modul 1 eingeleitete Kühlmedium auch durch den Energiespeicher 31 strömt und nicht in Durchströmungsrichtung D2 - wie in 1 mittels eines gestrichelten Pfeils angedeutet - durch den Wärmeübertrager 5 und die Filtereinrichtung 6 am Energiespeicher 31 vorbeiströmen kann.
