DE10218539A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Kühlung eines Batteriesatzes - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Kühlung eines BatteriesatzesInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Kühlung eines Batteriesatzes (12) für ein Fahrzeug (14), welches mehrere Batterien oder Batteriemodule (16 bis 38) umfasst, welche Energie für das Fahrzeug (14) liefern. Die Vorrichtung (10) umfasst ein Leitungssystem für kühlendes Gas, welches eine Lagerung, Kompression, Expansion und Zirkulation von kühlendem Gas durch den Batteriesatz (12) und die Vorrichtung (10) ermöglicht. Ein erstes "Hochdruck"-Leitungssystem mit mehreren durchgehend durch das Fahrzeug (14) angeordneten Röhren oder Leitungen wird verwendet, um unter Druck stehendes oder komprimiertes kühlendes Gas selektiv zum Batteriesatz (12) zu leiten und zu transportieren. Das erste Hochdruck-Leitungssystem beinhaltet eine Pumpe (42), einen Wärmetauscher (44), Expansionsventile (46 bis 52) und Leitungen (54, 56, 58, 60 und 62). Es wird ferner ein zweites "Niederdruck"-Leitungssystem verwendet, um eine Zirkulation des "expandierten" oder dekomprimierten kühlenden Gases innerhalb des gesamten Batteriesatzes (12) zu ermöglichen und das kühlende Gas zur Rekompression zur Pumpe (42) zurückzuführen. Das Niederdruckleitungssystem beinhaltet dabei Leitungen (64 bis 78), die mit einer oder mehreren Seiten der verschiedenen Batteriemodule (16 bis 38) in Kontakt stehen und die Wärme aus den Batteriemodulen (16 bis 38) absorbieren und/oder abführen. Das Niederdruckleitungssystem beinhaltet ferner Leitungen (80 bis 84), welche das umgewälzte kühlende Gas zur Pumpe (42) ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Kühlung eines Batteriesatzes, insbesondere für ein elek
trisches Fahrzeug oder ein Hybrid-Elektrofahrzeug.
Zur Reduzierung der Emissionen von Kraftfahrzeugen sowie des
Bedarfs an fossilen Kraftstoffen wurden Fahrzeuge entwic
kelt, die durch elektrische Einrichtungen, wie beispielswei
se Batterien, angetrieben werden. Bei diesen elektrischen
Fahrzeugen sind die Emissionen und der Bedarf an konventio
nellen fossilen Kraftstoffen durch eine Eliminierung von
Verbrennungskraftmotoren (beispielsweise in ausschließlich
elektrisch betriebenen Fahrzeugen) oder durch ein Betreiben
des Motors ausschließlich zu den effizientesten bzw. bevor
zugten Betriebszeitpunkten (beispielsweise bei Hybrid-Elek
trofahrzeugen) reduziert.
Zur Gewährleistung eines optimalen Betriebs dieser batterie
betriebenen Fahrzeuge ist es erforderlich, eine Kühlung für
die Batterien vorzusehen. Diese Kühlung erfolgt, um die Bat
terien bei oder unterhalb einer gewissen Temperatur zu hal
ten. Die Batterien in derartigen Fahrzeugen sind üblicher
weise innerhalb eines Satzes angeordnet, der mehrere Batte
rien oder Batteriemodule enthält. Üblicherweise enthält ein
Batteriesatz insbesondere mehrere in Reihen und Säulen ange
ordnete Batterien.
Bei nach dem Stand der Technik bekannten Kühlvorrichtungen
wird ein Ventilator oder ein Gebläse zur Kühlung eines Bat
teriesatzes eingesetzt. Die Kühlung der einzelnen Batterie
module erfolgt dabei insbesondere dadurch, dass der Ventila
tor oder das Gebläse vorgekühlte Luft auf den Batteriesatz
leitet. Diese Art von Kühlvorrichtungen ermöglicht jedoch
weder eine effiziente noch eine gleichmäßige Kühlung der
Batterien, weil die einzelnen Batterien unterschiedliche Ab
stände zu dem Ventilator aufweisen. Dies führt daher oft zu
Wärmegradienten in den Batteriesätzen, was die Leistung der
Batterien nachteilig beeinflusst. Andere Arten von bekannten
Kühlvorrichtungen, bei denen Anordnungen zur Flüssigkühlung
eingesetzt werden, sind relativ teuer, wodurch sich in uner
wünschter Weise die Kosten für die Herstellung des Fahrzeugs
erheblich erhöhen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue und ver
besserte Vorrichtung zur Kühlung eines Batteriesatzes sowie
ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen, welche im We
sentlichen eine relativ schnelle und gleichmäßige Kühlung
innerhalb eines gesamten Batteriesatzes ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtungen
zur Kühlung eines Batteriesatzes nach den Patentansprüchen 1
und 11 sowie das Verfahren zur Kühlung eines Batteriesatzes
gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Vorrichtungen und des Verfahrens bilden die Gegenstände
der jeweiligen Unteransprüche.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen umfassen in vorteilhaf
ter Weise eine Vielzahl von innerhalb des Batteriesatzes an
geordneten Kühlleitungen, welche eine im Wesentlichen
gleichmäßige Kühlrate innerhalb des gesamten Batteriesatzes
ermöglichen, wodurch Wärmegradienten innerhalb des Batterie
satzes reduziert werden. Ein erster nicht einschränkend auf
zufassender Vorteil der Erfindung liegt somit darin, dass
eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kühlung eines Batte
riesatzes zur Verfügung gestellt werden, welche eine effizi
ente und gleichmäßige Kühlung mehrerer in einem Satz ange
ordneter Batteriemodule ermöglichen. Ein zweiter nicht ein
schränkend aufzufassender Vorteil der vorliegenden Erfindung
liegt darin, dass ein Kühlmechanismus bzw. eine Reaktion
verwendet wird, welcher bzw. welche innerhalb eines Batte
riesatzes abläuft, wodurch eine relativ schnelle und gleich
mäßige Kühlung innerhalb des gesamten Batteriesatzes ermög
licht wird.
Im Rahmen der Erfindung wird eine besonders vorteilhafte
Vorrichtung zur Kühlung eines Batteriesatzes, insbesondere
zur Verwendung innerhalb eines Fahrzeugs, vorgeschlagen. Die
Vorrichtung umfasst eine Quelle für kühlendes Gas, eine Pum
pe bzw. einen Kompressor zur Kompression des kühlenden Ga
ses, sowie ein Hochdruck-Leitungssystem, welches in Fluid
verbindung mit der Pumpe steht und das komprimierte kühlende
Gas dem Batteriesatz zuführt. Die Vorrichtung umfasst ferner
zumindest ein Expansionsventil, welches in Fluidverbindung
mit dem Hochdruck-Leitungssystem steht und eine Dekompres
sion des kühlenden Gases bewirkt. Es ist schließlich erfin
dungsgemäß auch ein Niederdruckleitungssystem vorgesehen,
welches in Fluidverbindung mit dem zumindest einen Expansi
onsventil steht, das dekomprimierte kühlende Gas aufnimmt
und das kühlende Gas durch den gesamten Batteriesatz zirku
lieren lässt, wodurch dieser relativ schnell und gleichmäßig
gekühlt wird.
Erfindungsgemäß wird ferner ein besonders vorteilhaftes Ver
fahren zur Kühlung eines Batteriesatzes zur Verfügung ge
stellt, bei dem der Batteriesatz derart ausgestaltet ist,
dass er eine Vielzahl von Batteriemodulen enthält. Das er
findungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
Kühlendes Gas wird komprimiert und dem Batteriesatz zugelei
tet. Das kühlende Gas wird dann wieder dekomprimiert und
dieses dekomprimierte kühlende Gas wird durch den gesamten
Batteriesatz geleitet, wodurch die Vielzahl von Batteriemo
dulen relativ schnell und gleichmäßig gekühlt wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der einzigen Figur
beispielhaft näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur
Kühlung eines Batteriesatzes gemäß einer bevorzug
ten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung, welche eine effektive Kühlung
eines Batteriesatzes 12 ermöglicht. Die Vorrichtung 10 ist
zur Verwendung in Kombination mit einem Fahrzeug 14 ausge
bildet, welches mehrere Batterien oder Batteriemodule 16
bis 38 enthält, welche Energie für das Fahrzeug 12 liefern.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Fahrzeug 14 ein
Elektrofahrzeug oder ein Hybrid-Elektrofahrzeug. Während in
der in Fig. 1 dargestellten, nicht einschränkend aufzufas
senden Ausführungsform der Batteriesatz 12 zwölf (12) Batte
riemodule enthält, ist diesbezüglich anzumerken, dass der
Batteriesatz 12 auch jede andere Anzahl von Batterien ent
halten kann. Die Vorrichtung 10 kann ferner zur Anpassung an
die Anzahl von Batterien innerhalb des Batteriesatzes 12
entsprechend modifiziert sein. In der Ausführungsform gemäß
Fig. 1 sind die Batterien in vier Reihen 102, 104, 106 und
108 sowie in drei Säulen 110, 112 und 114 angeordnet.
Die Vorrichtung 10 beinhaltet ein Kanal- bzw. Leitungssystem
für kühlendes Gas, welches die Lagerung, Kompression, Expan
sion und Zirkulation des kühlenden Gases durch den Batterie
satz 12 und die Vorrichtung 10 ermöglicht. In einer bevor
zugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 10 ein Reser
voir, eine Quelle oder einen Tank 40 für das kühlende Gas,
welcher wirksam in Fluidverbindung mit einer herkömmlichen
Pumpe 42 und/oder einem Kompressor, einem herkömmlichen Wär
metauscher 44 (beispielsweise einem herkömmlichen Gas-/Luft-
Wärmetauscher oder einem Gas-/Flüssigkeit-Wärmetauscher) und
verschiedenen Expansionsventilen 46, 48, 50 und 52 steht. In
einer bevorzugten Ausführungsform wird herkömmliches kühlen
des Gas innerhalb der Vorrichtung 10 verwendet, wie bei
spielsweise ein kompressibles, nicht entflammbares Fluorkoh
lenstoffgas.
Um unter Druck stehendes oder komprimiertes kühlendes Gas
selektiv zum Batteriesatz 12 zu transportieren, ist ein er
stes "Hochdruck"-Leitungssystem mit mehreren Röhren oder
Leitungen innerhalb des Fahrzeugs 14 angeordnet. Insbesonde
re steht die Pumpe 42 unter Verwendung einer Leitung 54 in
Fluidverbindung mit dem Wärmetauscher 44. Der Wärmetauscher
44 steht wiederum über eine Leitung 56 in Fluidverbindung
mit einem Expansionsventil 46. Das Expansionsventil 46 steht
seinerseits unter Verwendung einer Leitung 58 in Fluidver
bindung mit einem Expansionsventil 48. Das Expansionsven
til 48 steht über eine Leitung 60 in Verbindung mit einem
Expansionsventil 50. Das Expansionsventil 50 steht schließ
lich über eine Leitung 62 in Fluidverbindung mit einem Ex
pansionsventil 52. In einer bevorzugten Ausführungsform sind
die Expansionsventile 46, 48, 50 und 52 sowie die Leitungen
58, 60 und 62 in der Mitte des Batteriesatzes 12 zwischen
Reihen 104, 106 angeordnet (so befindet sich hier beispiels
weise auf beiden Seiten der Expansionsventile 46 bis 52 und
Leitungen 58 bis 62 die gleiche Anzahl von Batteriereihen
(hier 2)).
Ein zweites "Niederdruck"-Leitungssystem wird verwendet, um
das "expandierte" oder dekomprimierte kühlende Gas innerhalb
des gesamten Batteriesatzes 12 zirkulieren zu lassen und das
kühlende Gas zur Rekompression zur Pumpe 42 zurückzuführen.
Das Niederdruckleitungssystem umfasst mehrere Leitungen, die
mit einer oder mehreren Seiten der verschiedenen Batteriemo
dule 16 bis 38 (beispielsweise mit den Ummantelungen oder
Gehäusen der Batteriemodule) in Kontakt stehen und die Wärme
von den Batteriemodulen 16 bis 38 absorbieren und/oder ab
führen. Dabei steht eine Leitung 64 in Fluidverbindung mit
dem Expansionsventil 46 und einer Rückführleitung 80, wobei
die Leitung 64 die Wärme erfasst und von den Batteriemodu
len 16, 22 abführt. Eine Leitung 66 steht in Fluidverbindung
mit dem Expansionsventil 46 und einer Rückführleitung 82,
wobei die Leitung 66 die Wärme von den Batteriemodulen 28
und 34 erfasst und abführt. Die Leitung 68 steht in Fluid
verbindung mit dem Expansionsventil 48 und der Rückführlei
tung 80, wobei die Leitung 68 die Wärme von den Batteriemo
dulen 16, 22, 18 und 24 erfasst und abführt. Eine Leitung 70
steht in Fluidverbindung mit dem Expansionsventil 48 und der
Rückführleitung 82, wobei die Leitung 70 die Wärme von den
Batteriemodulen 28, 34, 30 und 36 erfasst und abführt. Eine
Leitung 72 steht in Fluidverbindung mit dem Expansionsventil
50 und der Rückführleitung 80, wobei die Leitung 72 die Wär
me von den Batteriemodulen 18, 24, 20 und 26 erfasst und ab
führt. Eine Leitung 74 steht in Fluidverbindung mit dem Ex
pansionsventil 50 und der Rückführleitung 82, wobei die Lei
tung 74 die Wärme von den Batteriemodulen 30, 36, 32 und 38
erfasst und abführt. Eine Leitung 76 steht in Fluidverbin
dung mit dem Expansionsventil 52 und der Rückführleitung 80,
wobei die Leitung 76 die Wärme von den Batteriemodulen 20
und 26 erfasst und abführt. Schließlich steht eine Lei
tung 78 mit dem Expansionsventil 52 und der Rückführleitung
82 in Fluidverbindung, wobei die Leitung 78 die Wärme von
den Batteriemodulen 32 und 38 erfasst und abführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist jede "Nieder
druck"-Leitung 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76 und 78 im wesent
lichen eine Schlangenlinienform oder eine andere gewundene
Form auf, um einen relativ großen Bereich der Oberfläche des
jeweiligen Batteriemoduls zu kontaktieren. Hierdurch wird in
vorteilhafter Weise die Wärmeabführung von den Batteriemodu
len erhöht. In anderen alternativen Ausgestaltungen können
die Leitungen 64 bis 78 auch andere Formen oder Konfigura
tionen aufweisen. In alternativen Ausgestaltungen weisen die
Leitungen 64 bis 78 integriert in Kanäle der Ummantelungen
oder Gehäuse des jeweiligen Batteriemoduls eingeformte Be
reiche auf. So stehen beispielsweise bei einer nicht ein
schränkend aufzufassenden Ausführungsform die Leitungen 64
bis 78 in Fluidverbindung mit in Taschen der Ummantelung des
jeweiligen Batteriemoduls angeordneten Kühlmänteln.
Eine Rückführleitung 84 steht in Fluidverbindung mit den
Rückführleitungen 80, 82 und der Pumpe 42. Die Leitung 84
leitet das expandierte Gas zur Rückführung innerhalb der
Vorrichtung 10 zur Pumpe 42 zurück. In einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung ist die Leitung 84 von einer
Isolierbeschichtung 86 umgeben. In einer nicht einschränkend
aufzufassenden Ausführungsform ist ein Wärmetauscher inner
halb der Rückführleitung 84 angeordnet.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das zuvor beschrie
bene Leitungssystem oder zuvor beschriebene Konfigurationen
beschränkt. Vielmehr können alternativen Ausgestaltungen un
terschiedliche und/oder zusätzliche Leitungen verwendet wer
den, um die verschiedenen Bestandteile der Vorrichtung 10
miteinander zu verbinden und kühlendes Gas durch den Batte
riesatz 12 zu transportieren und/oder zu leiten. So kann die
Vorrichtung 10 beispielsweise ferner zwischen den Reihen
102, 104 und/oder zwischen den Reihen 106, 108 hindurchge
führte Leitungen beinhalten.
Während des Betriebes komprimiert die Pumpe 42 das kühlende
Gas und transportiert das komprimierte Gas durch die Leitun
gen 54, 56 und durch den Wärmetauscher 44 zum Batteriesatz
12. Wenn das Gas den Wärmetauscher 44 passiert, wird dem Gas
thermische Energie entzogen, wodurch das Gas gekühlt wird.
Wenn das Gas das Expansionsventil 46 erreicht, wird es aus
gedehnt und teilweise durch die Leitungen 64 und 66 abgelei
tet. Dadurch werden die Batteriemodule 16, 22, 28 und 34 ge
kühlt. Das verbleibende komprimierte Gas wird zum Expansi
onsventil 48 geleitet, welches eine weitere Ausdehnung des
anderen Teils des Gases bewirkt und das expandierte Gas
teilweise durch die Leitungen 68 und 70 ableitet. Hierdurch
werden die Batteriemodule 16, 22, 28, 34, 18, 24, 30 und 36
gekühlt. Das verbleibende komprimierte Gas wird zum Expansi
onsventil 50 geleitet, welches eine weitere Ausdehnung des
anderen Teils des Gases bewirkt und das expandierte Gas
teilweise durch die Leitungen 72 und 74 ableitet. Hierdurch
werden die Batteriemodule 18, 24, 30, 36, 20, 26, 32 und 38
gekühlt. Das verbleibende komprimierte Gas wird zum Expansi
onsventil 52 geleitet, welches eine Ausdehnung des verblei
benden Teils des Gases bewirkt und das expandierte Gas durch
die Leitungen 76 und 78 ableitet, wodurch die Batteriemodule
20, 26, 32 und 38 gekühlt werden. Das expandierte Gas kühlt
die Batteriemodule 16 bis 38 relativ schnell und gleichmäßig
und wird mittels der Rückführleitungen 80, 82, 84 zu der
Pumpe 42 zurückgeführt.
Das Gas wird durch die Pumpe 42 rekomprimiert und erneut
durch die Vorrichtung 10 geleitet, d. h. es wird rezirku
liert. Wenn das Gas den Wärmetauscher 44 passiert, wird die
im Gas gespeicherte thermische Energie oder Wärme an die At
mosphäre oder in ein anderes Kühlmittel oder einen Kühlkör
per abgegeben.
Auf diese Weise kühlt die Vorrichtung 10 zur Kühlung des
Batteriesatzes 12 jedes der Batteriemodule 16 bis 38 auf re
lativ schnelle und gleichmäßige Weise. Durch die Gewährlei
stung einer im wesentlichen gleichmäßigen Wärmeabgaberate
innerhalb des gesamten Batteriesatzes 12 ist die Vorrichtung
10 zur Kühlung des Batteriesatzes 12 in der Lage, das Auf
treten von Wärmegradienten innerhalb des Batteriesatzes 12
im Wesentlichen zu reduzieren, wodurch eine Leistung des
Batteriesatzes 12 auf optimalem Niveau ermöglicht wird.
10
Vorrichtung
12
Batteriesatz
14
Fahrzeug
16-38
Batteriemodule
40
Tank
42
Pumpe
44
Wärmetauscher
46
Expansionsventil
48
Expansionsventil
50
Expansionsventil
52
Expansionsventil
54-62
Leitungen
64-78
Leitungen
80
Rückführleitung
82
Rückführleitung
84
Rückführleitung
86
Isolierbeschichtung
102-108
Batteriereihen
110
Batteriesäule
112
Batteriesäule
114
Batteriesäule
Claims (19)
1. Vorrichtung (10) zur Kühlung eines Batteriesatzes (12),
insbesondere zur Verwendung bei einem Fahrzeug, gekenn
zeichnet durch
eine Quelle für kühlendes Gas,
eine Pumpe (42) zur Kompression des kühlenden Gases,
ein Hochdruck-Leitungssystem, welches in Fluidverbindung mit der Pumpe (42) steht und das komprimierte kühlende Gas dem Batteriesatz (12) zuleitet,
zumindest ein Expansionsventil (46, 48, 50, 52) welches in Fluidverbindung mit dem Hochdruck-Leitungssystem steht und eine Dekompression des kühlenden Gases bewirkt, und
ein Niederdruckleitungssystem, welches in Fluidverbindung mit dem zumindest einen Expansionsventil (46, 48, 50, 52) steht, wobei das Niederdruckleitungssystem das dekompri mierte kühlende Gas aufnimmt und die Zirkulation des küh lenden Gases durch den gesamten Batteriesatz (12) ermög licht, was eine relativ schnelle und gleichmäßige Kühlung des Batteriesatzes (12) bewirkt.
eine Quelle für kühlendes Gas,
eine Pumpe (42) zur Kompression des kühlenden Gases,
ein Hochdruck-Leitungssystem, welches in Fluidverbindung mit der Pumpe (42) steht und das komprimierte kühlende Gas dem Batteriesatz (12) zuleitet,
zumindest ein Expansionsventil (46, 48, 50, 52) welches in Fluidverbindung mit dem Hochdruck-Leitungssystem steht und eine Dekompression des kühlenden Gases bewirkt, und
ein Niederdruckleitungssystem, welches in Fluidverbindung mit dem zumindest einen Expansionsventil (46, 48, 50, 52) steht, wobei das Niederdruckleitungssystem das dekompri mierte kühlende Gas aufnimmt und die Zirkulation des küh lenden Gases durch den gesamten Batteriesatz (12) ermög licht, was eine relativ schnelle und gleichmäßige Kühlung des Batteriesatzes (12) bewirkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das Niederdruckleitungssystem in Fluidverbindung mit der
Pumpe (42) steht und eine Rückführung des umgewälzten
kühlenden Gases zu der Pumpe (42) bewirkt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, dass der Batteriesatz (12) eine Vielzahl von Batte
riemodulen (16 bis 38) umfasst und dass das Niederdruck
leitungssystem eine Vielzahl von Leitungen (64 bis 78)
beinhaltet, welche mit der Vielzahl von Batteriemodulen
(16 bis 38) in Kontakt stehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Leitungen (64 bis 78) jeweils eine gewundene Form
aufweisen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die gewundene Form eine Schlangenlinie ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Vielzahl von Batteriemodulen (16 bis
38) eine Ummantelung umfasst und dass zumindest ein Teil
der Leitungen (64 bis 78) integriert in die Ummantelung
eingeformt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, dass vier Expansionsventile (46, 48, 50,
52) vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, dass ein Wärmetauscher (44) vorgesehen ist,
der in Fluidverbindung mit der Pumpe (42) steht und der
dem kühlenden Gas thermische Energie entzieht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
der Wärmetauscher (44) innerhalb des Hochdruck-Leitungs
systems angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
der Wärmetauscher (44) innerhalb des Niederdruckleitungs
systems angeordnet ist.
11. Vorrichtung (10) zur Kühlung eines Batteriesatzes, insbe
sondere zur Verwendung bei einem Fahrzeug, gekennzeichnet
durch
eine Quelle für kühlendes Gas,
eine Pumpe (42) zur Kompression des kühlenden Gases,
einen Wärmetauscher (44), der in Fluidverbindung mit der Pumpe (42) steht und von dieser komprimiertes kühlendes Gas aufnimmt,
eine Vielzahl von Expansionsventilen (46 bis 52), welche in Fluidverbindung mit dem Wärmetauscher (44) stehen und von diesem komprimiertes kühlendes Gas aufnehmen, wobei die Vielzahl von Expansionsventilen (46 bis 52) eine se lektive Dekompression des kühlenden Gases bewirkt, und
eine Vielzahl von Niederdruckleitungen (64 bis 78), wel che selektiv innerhalb des gesamten Batteriesatzes (12) angeordnet sind, wobei die Niederdruckleitungen (64 bis 78) in Fluidverbindung mit der Vielzahl von Expansions ventilen (46 bis 52) stehen und ferner das dekomprimierte kühlende Gas aufnehmen und eine Zirkulation des kühlenden Gases durch den gesamten Batteriesatz (12) bewirken, wo durch eine relativ schnelle und gleichmäßige Kühlung des Batteriesatzes (12) erfolgt.
eine Quelle für kühlendes Gas,
eine Pumpe (42) zur Kompression des kühlenden Gases,
einen Wärmetauscher (44), der in Fluidverbindung mit der Pumpe (42) steht und von dieser komprimiertes kühlendes Gas aufnimmt,
eine Vielzahl von Expansionsventilen (46 bis 52), welche in Fluidverbindung mit dem Wärmetauscher (44) stehen und von diesem komprimiertes kühlendes Gas aufnehmen, wobei die Vielzahl von Expansionsventilen (46 bis 52) eine se lektive Dekompression des kühlenden Gases bewirkt, und
eine Vielzahl von Niederdruckleitungen (64 bis 78), wel che selektiv innerhalb des gesamten Batteriesatzes (12) angeordnet sind, wobei die Niederdruckleitungen (64 bis 78) in Fluidverbindung mit der Vielzahl von Expansions ventilen (46 bis 52) stehen und ferner das dekomprimierte kühlende Gas aufnehmen und eine Zirkulation des kühlenden Gases durch den gesamten Batteriesatz (12) bewirken, wo durch eine relativ schnelle und gleichmäßige Kühlung des Batteriesatzes (12) erfolgt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
dass die Leitungen (64 bis 78) jeweils eine gewundene
Form aufweisen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Leitungen (64 bis 78) jeweils in Form
einer Schlangenlinie ausgebildet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Expansionsventile (46 bis 52) jeweils
mit einem Paar von Niederdruckleitungen (64 bis 78) ver
bunden sind.
15. Verfahren zur Kühlung eines Batteriesatzes (12) mit einer
Vielzahl von Batteriemodulen (16 bis 38), gekennzeichnet
durch die folgenden Schritte:
Kompression von kühlendem Gas,
Zuleiten des komprimierten kühlenden Gases zum Batterie satz (12),
Dekompression des kühlenden Gases, und
Hindurchleiten des dekomprimierten kühlenden Gases durch den gesamten Batteriesatz (12), wodurch eine relativ schnelle und gleichmäßige Kühlung der Vielzahl von Batte riemodulen (16 bis 38) bewirkt wird.
Kompression von kühlendem Gas,
Zuleiten des komprimierten kühlenden Gases zum Batterie satz (12),
Dekompression des kühlenden Gases, und
Hindurchleiten des dekomprimierten kühlenden Gases durch den gesamten Batteriesatz (12), wodurch eine relativ schnelle und gleichmäßige Kühlung der Vielzahl von Batte riemodulen (16 bis 38) bewirkt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass
innerhalb der Batteriemodule (16 bis 38) Kanäle ausgebil
det werden und das dekomprimierte kühlende Gas durch die
se Kanäle geleitet wird, was eine relativ schnelle und
gleichmäßige Kühlung der Vielzahl von Batteriemodulen
(16 bis 38) bewirkt.
17. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch die fol
genden weiteren Schritte:
Ausbildung einer Vielzahl von Leitungen (58 bis 78),
Anordnen der Vielzahl von Leitungen (58 bis 78) zwischen der Vielzahl von Batteriemodulen (16 bis 38) innerhalb des Batteriesatzes (12) und
Leiten des dekomprimierten kühlenden Gases durch die Vielzahl von Leitungen (58 bis 78), wodurch eine relativ schnelle und gleichmäßige Kühlung der Vielzahl von Batte riemodulen (16 bis 38) bewirkt wird.
Ausbildung einer Vielzahl von Leitungen (58 bis 78),
Anordnen der Vielzahl von Leitungen (58 bis 78) zwischen der Vielzahl von Batteriemodulen (16 bis 38) innerhalb des Batteriesatzes (12) und
Leiten des dekomprimierten kühlenden Gases durch die Vielzahl von Leitungen (58 bis 78), wodurch eine relativ schnelle und gleichmäßige Kühlung der Vielzahl von Batte riemodulen (16 bis 38) bewirkt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vielzahl von Leitungen (58 bis 78) jeweils eine ge
wundene Form aufweist.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeich
net, dass die Leitungen (58 bis 78) jeweils in Form einer
Schlangenlinie ausgebildet sind.
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