DE102022114523A1

DE102022114523A1 - Traktionsbatterie-Wartungswerkzeug

Info

Publication number: DE102022114523A1
Application number: DE102022114523.9A
Authority: DE
Inventors: Justus Speichermann
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2022-06-09
Filing date: 2022-06-09
Publication date: 2023-12-14

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Traktionsbatterie-Wartungswerkzeug (10) zur Herstellung mindestens einer temporären Gefrierdichtung in einem Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislauf (120), mit
mindestens einem Kühlapplikator (30,31) zur temporären Applizierung an einen Leitungsabschnitt (113,114) des Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislaufs (120),
einem dem Kühlapplikator (30,31) thermisch zugeordneten Temperatursensor (40,41), und
einer separaten Kühleinheit (20), die über Kühlmittelleitungen (28) mit dem Kühlapplikator (30,31) fluidisch verbunden ist,
wobei die Kühleinheit (20) eine Steuerung (22) aufweist, die über eine Signalverbindung mit dem Temperatursensor (40,41) verbunden ist und die die Kühlleistung des Kühlapplikators (30,31) in Abhängigkeit von der durch den Temperatursensor (40,41) signalisierten Temperatur steuert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Traktionsbatterie-Wartungswerkzeug für die Wartung einer flüssigkeitsgekühlten Traktionsbatterie.
Leistungsstarke Traktionsbatterien, insbesondere in batterieelektrischen Kraftfahrzeugen, sind zur Ermöglichung hoher elektrischer Leistungen beim Laden oder Entladen in der Regel flüssigkeitsgekühlt konzipiert. Hierzu weisen die Traktionsbatterien jeweils eine batterieinterne Flüssigkeitskühlung auf.
In einem Wartungsfall und insbesondere zum Ausbau einer Traktionsbatterie muss daher der gesamte Kühlflüssigkeitskreis entleert werden, bevor die betreffende Traktionsbatterie ausgebaut werden kann. Zwar sind aus GB 2584514A , US 2013 0152608 A1 , US 4267699A und US 3498071A Kühlapplikatoren zur Herstellung einer temporären Gefrierdichtung in einer stationären flüssigkeitsführenden Leitung bekannt, jedoch bieten diese keine Kontrollmöglichkeiten über den problematischen Gefriervorgang. Bei zu schnellem Gefrieren oder zu schneller Verflüssigung des Kühlmittels in dem Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislauf kann es zu Beschädigungen kommen.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Traktionsbatterie-Wartungswerkzeug zur Herstellung einer temporären Gefrierdichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Traktionsbatterie-Wartungswerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Das erfindungsgemäße Traktionsbatterie-Wartungswerkzeug dient der Herstellung mindestens einer temporären Gefrierdichtung in einem Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislauf eines batterieelektrischen Kraftfahrzeugs, das eine intern flüssigkeitsgekühlte Traktionsbatterie aufweist.
Das Traktionsbatterie-Wartungswerkzeug weist mindestens einen Kühlapplikator zur temporären Applizierung an einem Leitungsabschnitt des Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislaufs auf. Der Kühlapplikator kann schellenartig ausgebildet sein, um einfach um einen rohrförmigen Leitungsabschnitt herum gelegt werden zu können. Alternativ kann der Kühlapplikator jedoch auch beispielsweise flächig ausgebildet sein, um an einem flächenartigen Leitungsabschnitt des Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislaufs flächenartig appliziert werden zu können.
Dem Kühlapplikator ist thermisch ein Temperatursensor zugeordnet, der die Temperatur des Kühlmittels in dem Kühlapplikator und/oder die Temperatur an der Grenzfläche des Kühlapplikators zu dem betreffenden Leitungsabschnitt detektiert.
Es ist eine separate Kühleinheit vorgesehen, die über Kühlmittelleitungen mit dem Kühlapplikator fluidisch verbunden ist. Die Kühleinheit weist beispielsweise einen Wärmetauscher auf, in dem das gasförmige oder flüssige Wartungswerkzeug-Kühlmittel gekühlt wird, bevor es zu dem Kühlapplikator gepumpt wird. Die Kühleinheit weist ferner eine Steuerung auf, die über eine Signalverbindung mit dem Temperatursensor verbunden ist und das Temperatursignal des Temperatursensors lesen kann.
Die Kühlleistung des Kühlapplikators wird durch die Steuerung in Abhängigkeit von der durch den Temperatursensor signalisierten Temperatur gesteuert. Auf diese Weise kann der Einfrierprozess, der Gefrierzustand und der Tauprozess temperaturgeführt gesteuert und geregelt werden. Auf diese Weise können Beschädigungen insbesondere des mit dem Kühlapplikator versehenen Leitungsabschnitts des Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislaufs zuverlässig vermieden werden.
Mit dem Traktionsbatterie-Wartungswerkzeug kann eine temporäre Gefrierdichtung fluidisch kurz vor und/oder kurz hinter der Traktionsbatterie erzeugt werden, so dass die Traktionsbatterie schließlich fluidisch getrennt und demontiert werden kann, ohne dass der übrige Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislauf hierzu entleert werden muss.
Vorzugsweise sind zwei Kühlapplikatoren mit jeweils einem Temperatursensor vorgesehen. Auf diese Weise kann sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts der betreffenden Traktionsbatterie ein entsprechender Leitungsabschnitt mit einer temporären Gefrierdichtung versehen werden, so dass der übrige Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislauf ohne weitere Maßnahmen fluidisch vollständig isoliert ist.
Vorzugsweise sind die Kühlmittelleitungen flexibel ausgebildet, wodurch die Handhabung des Traktionsbatterie-Wartungswerkzeugs in der Werkstattpraxis erheblich erleichtert ist.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die Figur zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Traktionsbatterie-Wartungswerkzeug mit zwei Applikatoren, die an zwei Leitungsabschnitten eines Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislaufs eines Kraftfahrzeugs appliziert sind.
In der Figur ist ein batterieelektrisches Kraftfahrzeug 100 mit einem elektrischen Traktionsmotor 102 und zwei flüssigkeitsgekühlten Traktionsbatterien 110,111 dargestellt. Jede Traktionsbatterie 110,111 weist jeweils einen internen Kühlflüssigkeits-Kanal 112 auf, der Teil eines Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislaufs 120 ist. Zu dem Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislauf 120 gehören ferner ein fahrzeugseitiger Wärmetauscher 104 und eine fahrzeugseitige Kühlflüssigkeits-Pumpe 106.
Das Traktionsbatterie-Wartungswerkzeug 10 weist im Wesentlichen eine Kühleinheit 20, zwei Kühlapplikatoren 30,31 und flexible Kühlmittelleitungen 28 auf, durch die die Kühleinheit 20 jeweils mit dem betreffenden Kühlapplikator 30,31 fluidisch verbunden ist. Die beiden Kühlapplikatoren 30,31 sind schellenartig ausgebildet, und lassen sich jeweils über den gesamten Umfang eines rohrförmigen Leitungsabschnitts 113,114 unmittelbar stromaufwärts und stromabwärts einer auszutauschenden modulartigen Traktionsbatterie 111 auf einfache Weise und mit einer guten thermischen Anbindung anbringen.
Jedem Kühlapplikator 30,31 ist jeweils ein Temperatursensor 40,41 thermisch zugeordnet. Der Temperatursensor 40,41 bestimmt die Temperatur des Wartungswerkzeug-Kühlmittels in dem betreffenden Kühlapplikator 30,31 und/oder ermittelt die Temperatur an der Grenzfläche des Kühlapplikators 30,31 zu dem betreffenden Leitungsabschnitt 113,114 des Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislaufs 120.
Die Kühleinheit 20 weist einen Wärmetauscher 24 auf, mit dem das Kühlmittel für die Kühlung der Kühlapplikatoren 30,31 gekühlt wird. Die Kühleinheit 20 weist ferner eine elektronische Steuerung 22 auf, die den Wärmetauscher 24 steuert und die über Signalverbindungen mit den beiden Temperatursensoren 40,41 informationell verbunden ist.
Zum Ausbau einer Traktionsbatterie 111 wird jeweils ein Kühlapplikator 30,31 an einem Leitungsabschnitt 113 stromaufwärts und an einem Leitungsabschnitt 114 stromabwärts der betreffenden Traktionsbatterie 111 appliziert, beispielsweise angeklemmt. Anschließend wird der Einfrierprozess gestartet, durch den in den beiden betreffenden Leitungsabschnitten 113,114 die Kühlflüssigkeit des Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislaufs 120 kontrolliert und langsam abgekühlt und hierdurch in diesem Bereich schließlich eingefroren wird. Sobald aufgrund der von den Temperatursensoren 40,41 detektierten Temperatur davon ausgegangen werden kann, dass jeweils eine ausreichend stabile Gefrierdichtung in den beiden Leitungsabschnitten 113,114 erzeugt wurde, kann die betreffende Traktionsbatterie 111 fluidisch getrennt und demontiert werden.
Nach der fluidischen Montage der Traktionsbatterie 111 in dem Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislauf 120 werden die Gefrierdichtungen, durch die Kühleinheit-Steuerung 22 gesteuert, in kontrollierter Weise wieder verflüssigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

GB 2584514 A [0003]
US 20130152608 A1 [0003]
US 4267699 A [0003]
US 3498071 A [0003]

Claims

Traktionsbatterie-Wartungswerkzeug (10) zur Herstellung mindestens einer temporären Gefrierdichtung in einem Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislauf (120), mit mindestens einem Kühlapplikator (30,31) zur temporären Applizierung an einen Leitungsabschnitt (113,114) des Traktionsbatterie-Kühlflüssigkeits-Kreislaufs (120), einem dem Kühlapplikator (30,31) thermisch zugeordneten Temperatursensor (40,41), und einer separaten Kühleinheit (20), die über Kühlmittelleitungen (28) mit dem Kühlapplikator (30,31) fluidisch verbunden ist, wobei die Kühleinheit (20) eine Steuerung (22) aufweist, die über eine Signalverbindung mit dem Temperatursensor (40,41) verbunden ist und die die Kühlleistung des Kühlapplikators (30,31) in Abhängigkeit von der durch den Temperatursensor (40,41) signalisierten Temperatur steuert.
Traktionsbatterie-Wartungswerkzeug (10) nach Anspruch 1, wobei zwei Kühlapplikatoren (30,31) mit jeweils einem Temperatursensor (40,41) vorgesehen sind.
Traktionsbatterie-Wartungswerkzeug (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Kühlapplikator (30,31) schellenartig ausgebildet ist.
Traktionsbatterie-Wartungswerkzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kühlapplikator (30,31) flächig ausgebildet ist.
Traktionsbatterie-Wartungswerkzeug (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Kühlmittelleitungen (28) flexibel ausgebildet sind.