EP3776713A1 - Temperierungsvorrichtung und vorrichtungsanordnung in einem temperierungssystem - Google Patents

Temperierungsvorrichtung und vorrichtungsanordnung in einem temperierungssystem

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EP3776713A1
EP3776713A1 EP19715455.2A EP19715455A EP3776713A1 EP 3776713 A1 EP3776713 A1 EP 3776713A1 EP 19715455 A EP19715455 A EP 19715455A EP 3776713 A1 EP3776713 A1 EP 3776713A1
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EP
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control
temperature
heating
pump
section
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EP19715455.2A
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Jens Hoffmann
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Nidec GPM GmbH
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Nidec GPM GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a V orcardisan extract in a tempe ration system for a drive battery in a vehicle with a cost-optimized and installation-optimized design.
  • traction batteries In electric vehicles and hybrid vehicles, which can be fully or at least partially battery-powered, traction batteries are used, which provide high electrical power. In addition to the ferry operation, there are also large electrical powers during the charging process of the drive battery. By an internal resistance, which precludes charge shifts in each battery cell, all electrical power loads are associated with a power loss in the form of heat generation. Thermal management of electrified vehicles addresses the dissipation of this heat generation to avoid overheating damage and temperature fluctuations among individual battery cells in a high performance battery for longer life.
  • a thermal management system for battery-powered vehicles that, in addition to the task of dissipating heat, also undertakes the task of supplying heat to the traction battery after a cold start.
  • the battery cells At lower temperatures, the battery cells have a higher internal resistance, which leads to a corre sponding voltage drop. Below a permissible temperature range, therefore, no safe operation is guaranteed.
  • the thermal management system supplies the temperature of the battery cells to an ideal operating temperature range and then regulates a temperature control to maintain the operating temperature range.
  • various system structures for controlling the temperature of a battery are known, which actively take influence on the battery temperature in terms of such thermal management.
  • DE 102007 045 183 A1 discloses a battery device with a battery and at least one, the battery tempering heating and / or cooling device, wherein the battery is immersed in a heating and / or cooling medium and the battery in a heating and / or cooling medium receiving housing is arranged.
  • a thermostat control monitors a temperature in the enclosure.
  • DE 10 2007 045 182 A1 describes an air conditioning of a vehicle battery in a hybrid vehicle, wherein a circuit running past the vehicle battery can be heated by the waste heat of a combustion engine or by a heating element.
  • DE 102 02 807 A1 shows a system for tempering high-performance secondary batteries for vehicle applications.
  • the cells of the battery mounted in a closed housing are provided with channels through which a heat-transporting medium flows.
  • the heat-transporting medium is conducted to a heating / cooling device arranged outside the battery housing with a Peltier element. Circulation can be by pump or convection.
  • a controller is provided which controls the heating / cooling device and possibly existing pumps or fans as a function of the temperature of the cells measured via a temperature sensor.
  • WO 2014/198427 A1 and DE 10 2012 110 304 A1 describe a heating pump with a heating element.
  • the said systems for temperature control of a battery have a comprehensive structure and a large number of individual parts.
  • a pump of such systems is usually controlled by a central control unit of a vehicle depending on various operating parameters, which are transmitted to the central control unit.
  • a correspondingly high number of signal lines and electrical lines to the central control unit to the sensors and to the consumers in a control loop is required.
  • the installation of a T emper istssystems a drive battery is therefore ne ben the installation of lines for the liquid heat carrier connected with a considerable effort for electrical installation between the system components and to the central control unit in the vehicle.
  • the invention has for its object to provide a T emper istssystem for on a drive battery, which requires a low installation cost in the vehicle and ensures high reliability in a corrosive environment.
  • T emper istsvortechnisch is characterized in particular by the fact that it comprises: an electric pump assembly with a Pumpenge housing for the circulation of a liquid heat carrier; an electric heater for heating the heat carrier; and a temperature control device comprising: a pump control section configured to control a pump power; and a heating control section configured to control a heating power; wherein in the pump housing, a heating flow passage for the tempering circuit, which is in thermal contact with the electric heater, is arranged.
  • a pump housing of a pump assembly comprises a temperature control device, comprising: a pump control section configured to control a pump power; and a heating control section configured to control a heating power; and a heating flow-through portion of a tempering circuit which is in thermal contact with an electric heater in which the pump casing is disposed.
  • the invention thus provides, for the first time for controlling the temperature of a drive battery, the integration of a heating of the heat carrier and a dedicated control combination of heating power and pump power in the construction of a pump housing, which are in thermal operative relationship with a temperature course of the drive battery.
  • the invention has fewer system components and a reduced number of electrical lines for controlling the system components, in particular to an external unit such as a central control unit of a vehicle, in comparison with the said conventional systems. It eliminates a separate wiring with large cable cross-sections for an electrical power supply to the pump drive and the B eußungsvorri rect and separate wiring for communication interfaces between the same and an external unit. Furthermore, the remaining wiring is internally routed in a system component.
  • the invention only one power supply line and possibly a communication line to an externally arranged unit are required.
  • the omitted cables and connectors simplify the design and reduce the manufacturing costs of the temperature control system and the installation costs when installing the same in a vehicle.
  • the susceptibility of the T emper istssystems can be improved, as in mobile application, especially under the influence of weathering and swirling grit or salt, separate corrosion-sensitive connectors and / or outlet seals for wiring a pump and a nem heating section of the Temper michsniklaufs and at least one external unit can be saved.
  • program routines on the same can be dispensed with for controlling the individual devices in the temperature control system.
  • a data processing load of the central control unit can be reduced.
  • a central control unit with lower data processing capacity can be used at a correspondingly lower cost, or the additional data processing power can be made available for control tasks of other peripheral devices, or in favor of the computing power.
  • the temperature control device may be configured to control the pump power and the heating power as a function of a temperature of the drive battery, which is detected by a battery temperature sensor, and / or a temperature of the heat carrier detected in the circuit.
  • an integrated controlled system for the temperature-controlled control of the circulation and the heating of the heat carrier within the tempering device or a system component of the temperature control system can be realized.
  • an inlet temperature sensor for detecting the temperature of the heat carrier may be arranged in a section of the pump housing through which flows upstream of the heating device.
  • an integrated device which allows the tempering 20 rangs askvorides a conclusion on a heat input of the heater and the battery to an output temperature of the heat carrier. Furthermore, a wiring to an external temperature sensor may be omitted.
  • an outlet temperature sensor for detecting the temperature of the heat carrier in a through-flow section of the pump housing may be arranged downstream of the heating device.
  • an integrated device which allows the temperature control device to draw conclusions about the resulting heat supply to the battery 30, which results from the set power of the pump and the set power of the heating device. Furthermore, a wiring to an external temperature sensor may be omitted. According to one aspect of the invention, a connector may be arranged leading out of the pump housing, which provides a common interface for control sections of the temperature control control device to a central control unit of the vehicle and / or to other temperature sensors.
  • the cooling flow section may additionally include an electric blower for assisting the ambient heat exchanger, and the temperature control control device includes a cooling control section configured to control a blower output.
  • control of another device can be integrated in the system, thereby eliminating the provision of a separate control device or a wiring for a separate communication interface to an external control unit.
  • the charging circuit may additionally include a switchable bypass flow section for bypassing the cooling flow section, and the temperature control device includes a bypass control section configured to open the circulation circuit between the cooling flow section and to switch to the bypass flow section.
  • the control of another device can be integrated in the system, whereby the provision of a separate control device or a wiring for a separate communication interface to an external control unit can be omitted.
  • the heating flow section may be formed by a pump chamber of a centrifugal pump type.
  • the pump chamber provides a convective area, which promotes heat transfer to the mass flow of the heat carrier.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a charging system and the handling device included therein in accordance with an embodiment of the invention.
  • Deviating embodiments may differ, for example, by less, more or differently arranged temperature sensors than in the embodiment described below.
  • FIG. 1 shows a charging system 10 with a charging device 1 for controlling the temperature of a drive battery 2 by a liquid heat carrier circulating in lines of a charging circuit 3.
  • a pump assembly 13 of the temperature control device 1 is accommodated in a pump housing 11, which at the same time forms a housing of the temperature-regulating device 1.
  • the heat transfer medium flows through a cooling flow section 34 or a bypass flow section 36 and a battery flow section 32 in the tempering circuit 3 before it subsequently returns to the pump assembly 13.
  • the pump housing 11 also serves as a heating flow section 35 which can be selectively activated.
  • the B atterie flow section 32 establishes a thermal contact between the passing mass flow of the heat carrier and the drive battery 2 to dissipate waste heat of the drive battery 2 or to heat the drive battery 2.
  • various known types of heat exchange be provided, which increase a surface for heat transfer from the drive battery 2 to the battery flow section 32.
  • the battery flow section 32 is formed by parallel plate-shaped or meandering flow paths, which are in contact with a thermal pool of another heat carrier, which surrounds the drive battery 2 in the form of a cooling mantels.
  • the battery flow section 32 may also be connected to and form a flow path through such a pool or cooling jacket. Further, the battery flow-through portion 32 may only be in surface contact with battery cells of the drive battery 2.
  • the cooling flow section 34 is in thermal contact with an ambient heat exchanger 4.
  • the ambient heat exchanger 4 may be a radiator which, due to a lamellar surface structure, has an increased area for the heat transfer from the mass flow of the heat carrier to the surrounding atmosphere of the system, i. provides an ambient air or a wind of the vehicle.
  • the temperature control system 10 further comprises an electric fan 44, which draws in ambient air and allows it to flow out in directed manner onto the ambient heat exchanger 4.
  • the heat transfer medium can flow through a parallel-connected bypass flow section 36, which bypasses the cooling flow section 34, by means of changeover valves.
  • the heating flow section 35 is activated in the pump assembly 13 by the electric power supplied to the heater 15, which is integrated in the pump housing 1 1.
  • the pump assembly 13 is of the type of a centrifugal pump, not shown, with a radial impeller.
  • the heating device 15 is arranged in a pump chamber and thus is in thermal contact with the flow of the heat carrier.
  • the heating device 15 comprises a plurality of PTC heating elements, which are located in a region of a are arranged radially bounding chamber wall.
  • the pump chamber provides a larger surface for heat transfer from the heater 15 to the heat carrier ready.
  • centrifugal pumps in the peripheral region of the pump chamber, the largest convection in the pump housing 11, whereby a W poor transition from the heater 15 to the heat carrier is additionally increased.
  • the pump housing 11 also includes a temperature control device 16 that controls an electric power supply to an electric drive of the pump assembly 13 and the heater 15.
  • the temperature control device 16 controls a power supply to an electric drive of the blower 44 to the ambient heat exchanger 4 and actuators for switching the valves that guide the temperature control circuit 3 through the cooling flow section 34 or the bypass flow section 36.
  • the temperature control device 16 includes various control sections, in particular, a pump control section, a heating heating section, a fan control section, and a bypass control section.
  • Each control section executes a control routine of a control program and has access to integrated circuits or electronic controllers which output manipulated variables at measured signals such as a temperature or a rotational speed of the pump, as well as access to a power circuit for Adjustment of an electrical power supply to the respective consumer of the tempering system 10 in accordance with the manipulated variable.
  • the temperature control device 16 is accommodated in a receiving section, not shown, of the pump housing 11, which is spaced apart from the heating device 15 or thermally insulated.
  • the receiving section preferably has a heat bridge between the temperature control device 16 and the heat carrier, e.g. a metallic housing wall at a portion of the pump housing 11 through which it flows, such as the pump inlet, in order to permit a heat transfer from the electrical power loss of the power circuit to the mass flow of the heat carrier.
  • the terminal device 1 or the terminal control device 16 contained therein has a connector, e.g. a plug or a line, as an interface 17 for data exchange to a central control unit of the vehicle.
  • a connector e.g. a plug or a line
  • the temperature control device 16 can receive higher-level commands of the central control unit and information about operating conditions of the vehicle, such as a driving state, an ambient state or the like, or transmit information about operating states of the temperature control system 10 to the central control unit.
  • the tempering system 10 therefore carries out a B emosungs operation of the heat carrier at a cold start of the vehicle, in order to faster supply the drive battery 2 in an optimal operating temperature.
  • the heating device 15 is supplied with electrical power in order to provide the activatable heating flow-through section 35 in the charging circuit 3 and the valves are activated, so that the temperature control circuit 3 bypasses the cooling flow section 34 via the bypass fürflußab 36.
  • the heat carrier which is heated by the heater 15, circulates through the battery flow section 32 and gives off heat to the drive battery 2.
  • the B esammlungungsvorgang is carried out until the battery cells of the drive battery 2 have reached a lower threshold of the optimal Radiotempe temperature range of, for example l 8 ° C.
  • the temperature control device 16 When a temperature of the battery cells of the drive battery 2 exceeds an upper threshold of the optimum operating temperature range of e.g. 25 ° C, the temperature control device 16 performs a cooling operation, wherein the tempering circuit 3 is switched to the cooling flow section 34 by driving the valves from the bypass flow section 36.
  • the sauceträ ger which is cooled in the ambient heat exchanger 4 from the ambient air, circulates through the battery flow section 32 and absorbs waste heat of the drive battery 2.
  • the temperature control device 16 Upon a further increase in the temperature of the drive battery 2 to a threshold of e.g. 40 ° C, the temperature control device 16 additionally performs a blower operation. At this time, the temperature control device 16 controls control of the power supply to the electric blower 44.
  • a feedback for controlling a duration or electric power of the blower 44 may be made with respect to a temperature detection of a battery temperature sensor 21, the intake temperature sensor 12, or the outlet temperature sensor 14. Deviating from the illustrated embodiment, a temperature sensor may also be provided between the cooling flow section 34 and the battery flow section 32 for this purpose.
  • the temperature control device 16 uses a temperature that is detected by the temperature sensor 21 in the region of the drive battery 2 or a temperature of the heat carrier that is detected within the temperature control circuit 3.
  • a suitable temperature sensor for this purpose is in the present embodiment both by a Inlet temperature sensor 12 is provided in a pump inlet of the pump housing 11 as well as by an outlet temperature sensor 14 in a pump outlet of the pump housing 11.
  • the temperature control device 16 preferably controls specific operating points of the temperature control device 1, which represent an optimization of the pump power with respect to a hydraulic resistance of the pump geometry or an optimization of the heating power with respect to a heat transfer of the heater to the passing mass flow of the heat carrier.
  • the activation of such specific operating points of the temperature control device 1 can take place either by previously stored values in the temperature control device 16 or in feedback to a detected temperature difference between the inlet temperature sensor 12 and the outlet temperature sensor 14 as well as a pump speed.
  • a feedback for controlling a duration and an electric power for the heating process in dependence on a temperature sensing of the battery temperature sensor 21 or the inlet temperature sensor 12 can take place.

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Abstract

Es wird eine Temperierungsvorrichtung (1) vorgeschlagen, die dazu eingerichtet ist, eine Antriebsbatterie (2) eines elektrischen Antriebs in einem Fahrzeug mittels eines Temperierungskreislaufs zu temperieren. Der Temperierungskreislaufs (3) hat einen Batterie-Durchflussabschnitt (32), der in einem thermischen Kontakt mit der Antriebsbatterie (2) steht; einen Kühlungs-Durchflussabschnitt (34), der in einem thermischen Kontakt mit einem Umgebungswärmetauscher (4) steht; und Leitungsabschnitte zur Verbindung des Temperierungskreislaufs (3) und der Temperierungsvorrichtung (1). Die Temperierungsvorrichtung (1) umfasst: eine elektrische Pumpenbaugruppe (13) mit einem Pumpengehäuse (11), zur Zirkulation eines flüssigen Wärmeträgers; eine elektrische Heizvorrichtung (15) zur Beheizung des Wärmeträgers; und eine Temperierungssteuervorrichtung (16) mit: einem Pumpen-Steuerabschnitt, der dazu eingerichtet ist, eine Pumpenleistung zu steuern; und einem Beheizungs-Steuerabschnitt, der dazu eingerichtet ist, eine Heizleistung zu steuern; wobei in dem Pumpengehäuse (11) ein Beheizungs-Durchflussabschnitt (35) für den Temperierungskreislauf (3), der in einem thermischen Kontakt mit der elektrischen Heizvorrichtung (15) steht, angeordnet ist.

Description

Temperierungsvorrichtung und V orrichtungs anordnung in einem
Temperierungssystem
Die vorliegende Erfindung betrifft eine V orrichtungsanordnung in einem Tempe rierungssystem für eine Antriebsbatterie in einem Fahrzeug mit einem kostenoptimierten und installationsoptimierten Aufbau.
In Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen, die vollständig oder zumindest teil weise batterieelektrisch angetrieben werden können, werden Antriebsbatterien eingesetzt, die hohe elektrische Leistungen bereitstellen. Neben dem Fährbetrieb treten darüber hin- aus große elektrische Leistungen beim Ladevorgang der Antriebsbatterie auf. Durch einen Innenwiderstand, der Ladungsverschiebungen in jeder Batteriezelle entgegensteht, sind alle elektrischen Leistungsbeanspruchungen mit einer Verlustleistung in Form von Wärmeerzeugung verbunden. Ein Thermomanagement von elektrifizierten Fahrzeugen befasst sich mit der Abfuhr dieser Wärmeerzeugung, um Überhitzungsschäden und Tem- peraturschwankungen unter einzelnen Batteriezellen in einer Hochleistungsbatterie zugunsten einer längeren Lebensdauer zu vermeiden.
Es ist ferner ein Thermomanagement für batterieelektrisch angetriebene Fahrzeuge bekannt, dass neben der Aufgabe einer Wärmeabfuhr auch die Aufgabe einer Wärmezu- fuhr zu der Antriebsbatterie nach einem Kaltstart übernimmt. Bei niedrigeren Temperaturen weisen die Batteriezellen einen höheren Innenwiderstand auf, der zu einem entspre chenden Spannungsabfall führt. Unterhalb eines zulässigen T emperaturbereichs ist somit kein sicherer Betrieb gewährleistet. Das Thermomanagement führt die Temperatur der Batteriezellen einem idealen Betriebstemperaturbereich zu und regelt anschließend eine Temperierung zur Einhaltung des Betriebstemperaturbereichs. Im Stand der Technik sind verschiedene Systemaufbauten zur Temperierung einer Batterie bekannt, die im Sinne eines solchen Thermomanagements aktiv Einfluss auf die Batterietemperatur nehmen. So offenbart die DE 102007 045 183 Al eine Batterieeinrichtung mit einer Batterie und mit mindestens einer, die Batterie temperierenden Heiz- und/oder Kühleinrichtung, wobei die Batterie in einem Heiz- und/oder Kühlmedium eingetaucht ist und die Batterie in einem das Heiz- und/ oder Kühlmedium aufnehmenden Einhausung angeordnet ist. Eine Thermostatsteuerung überwacht eine Temperatur in der Einhausung.
Die DE 10 2007 045 182 Al beschreibt eine Klimatisierung einer F ahrzeugbatterie in einem Hybridfahrzeug, wobei ein Kreislauf, der an der F ahrzeugbatterie vorbei läuft, durch Abwärme einer V erbrennungsmaschine oder durch ein Heizelement erwärmt wer den kann.
Die DE 102 02 807 Al zeigt ein System zur Temperierung von Hochleistungs-Sekundärbatterien für F ahrzeuganwendungen. Zur Heizung oder Kühlung sind die in einem geschlossenen Gehäuse angebrachten Zellen der Batterie mit Kanälen versehen, durch die ein wärmetransportierendes Medium strömt. Über ein Leitungssystem wird das wärme- transportierende Medium zu einer außerhalb des Batteriegehäuses angeordneten Heiz- /Kühleinrichtung mit einem Peltierelement geleitet. Eine Zirkulation kann durch eine Pumpe oder über Konvektion erfolgen. Für eine Steuerung der Heiz- bzw. Kühlleistung ist ein Regler vorgesehen, der in Abhängigkeit der über einen T emperaturfühler gemes- senen Temperatur der Zellen die Heiz-/Kühleinrichtung und evtl vorhandene Pumpen oder Lüfter ansteuert.
Aus einer anderen technischen Anwendung im Bereich wasserführender Haushaltsgeräte wie einer Geschirrspülmaschine beschreiben die WO 2014/198427 Al und die DE 10 2012 110 304 Al eine Heizpumpe mit einem Heizelement.
Die genannten Systeme zur Temperierung einer Batterie weisen einen umfangrei- chen Aufbau und eine große Anzahl von Einzelteilen auf. Eine Pumpe solcher Systeme wird üblicherweise durch eine zentrale Steuereinheit eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebspar ametem gesteuert, wel che an die zentrale Steuereinheit übertragen werden. Je nach Anzahl der zu erfassenden Parameter bzw. der hierfür erforderlichen Sensoren und der zu steuernden Verbraucher, ist eine entsprechend hohe Anzahl an Signalleitungen und elektrischen Leitungen zu der zentralen Steuereinheit zu den Sensoren und zu den Verbrauchern in einem Regelkreises erforderlich. Der Einbau eines T emperierungssystems einer Antriebsbatterie ist daher ne ben der Installation von Leitungen für den flüssigen Wärmeträger auch mit einem erheb lichen Aufwand zur elektrischen Installation zwischen den Systemkomponenten und zu der zentralen Steuereinheit im Fahrzeug verbunden.
Somit besteht Raum zur Rationalisierung in der Struktur bekannter Temperierungs systeme.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein T emperierungssystem für eine An triebsbatterie zu schaffen, das einen geringen Montageaufwand im Fahrzeug erfordert und eine hohe Betriebszuverlässigkeit in einer korrosiven Umgebung sicherstellt.
Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß durch eine T emperierungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtungsanordnung in einem Temperie rungssystem mit den Merkmalen des Anspruches 9 gelöst.
Die erfindungsgemäße T emperierungsvorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie umfasst: eine elektrische Pumpenbaugruppe mit einem Pumpenge häuse zur Zirkulation eines flüssigen Wärmeträgers; eine elektrische Heizvorrichtung zur Beheizung des Wärmeträgers; und eine T emperierungssteuervorrichtung mit: einem Pumpen-Steuerabschnitt, der dazu eingerichtet ist, eine Pumpenleistung zu steuern; und einem Beheizungs-Steuerabschnitt, der dazu eingerichtet ist, eine Heizleistung zu steu ern; wobei in dem Pumpengehäuse ein Beheizungs-Durchflussabschnitt für den Tempe- rierungskreislauf, der in einem thermischen Kontakt mit der elektrischen Heizvorrichtung steht, angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtungsanordnung in einem T emperierungssystem zeichnet sich dementsprechend dadurch aus, dass ein Pumpengehäuse einer Pumpenbau- gruppe eine T emperierungssteuervorrichtung umfasst, mit: einem Pumpen-Steuerab- schnitt, der dazu eingerichtet ist, eine Pumpenleistung zu steuern; und einem Beheizungs- Steuerabschnitt, der dazu eingerichtet ist, eine Heizleistung zu steuern; und ein Behei- zungs-Durchflussabschnitt eines Temperierungskreislaufs, der in einem thermischen Kontakt mit einer elektrischen Heizvorrichtung steht, in dem Pumpengehäuse angeordnet ist.
Die Erfindung sieht somit erstmals zur Temperierung einer Antriebsbatterie die Integration einer Beheizung des Wärmeträgers sowie einer dezidierten Steuerungskombi- nation aus Heizleistung und Pumpenleistung in dem Aufbau eines Pumpengehäuses vor, die in einem thermischen Wirkzusammenhang mit einem T emperaturverlauf der Antriebsbatterie stehen.
Dadurch weist die Erfindung im Vergleich zu den genannten herkömmlichen Sys- temen weniger Systemkomponenten und eine verringerte Anzahl von elektrischen Leitungen zur Steuerung der Systemkomponenten, insbesondere zu einer externen Einheit wie einer zentralen Steuereinheit eines Fahrzeugs auf. Es entfallen eine separate Verdrahtung mit großen Leitungsquerschnitten für eine elektrische Leistungsversorgung zu dem Pumpenantrieb und der B eheizungsvorri chtung sowie separate Verdrahtung für Kommunikationsschnittstellen zwischen denselben und einer externen Einheit. Ferner ist die verbleibende Verdrahtung intern in einer Systemkomponente geführt.
Bei der Erfindung sind lediglich eine Leistungszufuhrleitung und ggf. eine Kommunikationsleitung zu einer extern angeordneten Einheit erforderlich. Die entfallenden Leitungen und Steckverbindungen vereinfachen den Aufbau und senken die Herstellungskosten des Temperierungssystems sowie die Installationskosten beim Einbau des- selben in ein Fahrzeug. Darüber hinaus kann die Störanfälligkeit des T emperierungssystems verbessert werden, da in mobiler Anwendung, insbesondere unter der Aussetzung von Witterungs- einflüssen und aufgewirbeltem Streugut oder Salz, separate korrosionsempfmdliche Steckverbindungen und/oder Austrittsdichtungen zur Verdrahtung einer Pumpe und ei- 5 nem Beheizungsabschnitt des Temperierungskreislaufs sowie wenigstens einer externen Einheit eingespart werden können. Ferner können im Falle einer zentralen Steuereinheit eines Fahrzeugs Programm- routinen auf derselben zur Regelung der einzelnen Vorrichtungen im Temperierungssys- 10 tem entfallen. Dadurch kann eine Datenverarbeitungsbelastung der zentralen Steuerein- heit verringert werden. Somit kann entweder eine zentrale Steuereinheit mit geringerer Datenverarbeitungsleistungskapazität zu entsprechend geringeren Kosten eingesetzt wer- den, oder die entfallende Datenverarbeitungsleistung kann für Steuerungsaufgaben anderer Peripherievorrichtungen, oder zugunsten der Rechenleistung zur Verfügung gestellt 15 werden.
Zudem wird es möglich, von vornherein eine dezidierte Steuerungscharakteristik bereitzustellen, welche auf die Betriebsparameter der realisierten V orrichtungskombina- tion aus Pumpentyp und Heizelementtyp optimiert ist. Somit wird im Auslieferungszu- 20 stand einer entsprechenden Pumpe bereits ein in sich abgestimmtes dezentrales System zur einfacheren Integration in der F ahrzeugsteuerung sowie im Fahrzeug geschaffen.
Des Weiteren entfällt die Bereitstellung und Installation eines Gehäuses für eine zentrale Steuervorrichtung des T emperierungssystems.
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Darüber hinaus entfällt die Bereitstellung und Installation einer separaten Einrich- tung des B eheizungsabschnitts für den Wärmeträgers einschließlich eines Gehäuses, einer Aufnahme einer Heizvorrichtung und eines W ärmeaustauschers bzw. geeigneten Strömungsführung.
30 Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen T emperierungsvorrichtung und der Vorri chtungs anordnung in einem T emperierungssystem sind Gegenstand der ab- hängigen Ansprüche.
5 Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die T emperierungssteuervorrichtung dazu eingerichtet sein, die Pumpenleistung und die Heizleistung in Abhängigkeit einer Temperatur der Antriebsbatterie, die durch einen Batterietemperatursensor erfasst wird, und/oder einer im T emperierungskreislauf erfassten Temperatur des Wärmeträgers zu steuern.
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Somit kann weiterhin eine integrierte Regelstrecke zur temperaturgefuhrten Steue- rang der Zirkulation und der Beheizung des Wärmeträgers innerhalb der Temperierungs- Vorrichtung bzw. einer Systemkomponente des T emperierangssystems realisiert werden.
15 Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann ein Einlasstemperatursensor zur Erfas- sung der Temperatur des Wärmeträgers in einem durchflossenen Abschnitt des Pumpengehäuses strömungsaufwärts von der Heizvorrichtung angeordnet sein.
Somit kann eine integrierte Einrichtung bereitgestellt werden, die der Temperie- 20 rangssteuervorrichtung einen Rückschluss auf einen Wärmeeintrag der Heizvorrichtung und der Batterie zu einer Ausgangstemperatur des Wärmeträgers ermöglicht. Ferner kann eine Verdrahtung zu einem externen T emperatursensor entfallen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann ein Auslasstemperatursensor zur Erfas- 25 sung der Temperatur des Wärmeträgers in einem durchflossenen Abschnitt des Pu pen- gehäuses strömungsabwärts von der Heizvorrichtung angeordnet sein.
Somit kann eine integrierte Einrichtung bereitgestellt werden, die der Temperie- rangssteuervorrichtung einen Rückschluss auf die resultierende Wärmezufuhr zur Batte- 30 rie ermöglicht, die aus der eingestellten Leistung der Pumpe und der eingestellten Leistung der Heizvorrichtung resultiert. Ferner kann eine Verdrahtung zu einem externen T emperatursensor entfallen. Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann ein Verbinder aus dem Pumpengehäuse herausführend angeordnet sein, der eine gemeinsame Schnittstelle für Steuerabschnitte der T emperierungssteuervorrichtung zu einer zentralen Steuereinheit des Fahrzeugs und/oder zu weiteren T emperatursensoren bereitstellt.
Somit kann die Bereitstellung einer Verkabelung für separate Kommunikations- Schnittstellen von T emperatursensoren für die Antriebsbatterie, den T emperierungskreislauf, die Umgebung oder ähnliche Vorrichtungen im System zu einer externen Steuerein heit entfallen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Kühlungs-Durchflussabschnitt zusätzlich ein elektrisches Gebläse zur Unterstützung des Umgebungswärmetauschers auf- weisen, und die T emperierungssteuervorrichtung einen Kühlungs-Steuerabschnitt umfas- sen, der dazu eingerichtet ist, eine Gebläseleistung zu steuern.
Somit kann die Steuerung einer weiteren Vorrichtung im System integriert werden, wodurch die Bereitstellung einer separaten Steuervorrichtung oder einer Verkabelung für eine separate Kommunikationsschnittstelle zu einer externen Steuereinheit entfallen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der T emperierungskreislauf zusätzlich einen umschaltbaren Bypass-Durchflussabschnitt zur Umgehung des Kühlungs-Durch flussabschnitts aufweisen, und die T emperierungssteuervorrichtung einen Bypass-Steu- erabschnitt umfassen, der dazu eingerichtet ist, den T emperierungskreislauf zwischen dem Kühlungs-Durchflussabschnitt und dem Bypass-Durchflussabschnitt umzuschalten.
Somit kann die Steuerung einer weiteren Vorrichtung im System integriert werden, wodurch die Bereitstellung einer separaten Steuervorrichtung oder einer Verkabelung für eine separate Kommunikationsschnittstelle zu einer externen Steuereinheit entfallen kann. Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Beheizungs-Durchflussabschnitt durch eine Pumpenkammer eines Kreiselpumpentyps gebildet werden.
Die Pumpenkammer bietet einen konvektiven Bereich, der einen Wärmeübergang auf den Massestrom des Wärmeträgers fördert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf eine Zeichnung ausführlich beschrieben. Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines T emperierungssystems und der darin umfassten T emperierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Abweichende Ausführungsformen können sich beispielsweise durch weniger, mehr oder anders angeordnete T emperatursensoren als in der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform unterscheiden.
Fig. 1 zeigt ein T emperierungssystem 10 mit einer T emperierungsvorrichtung 1 zur Temperierung einer Antriebsbatterie 2 durch einen flüssigen Wärmeträger, der in Leitun- gen eines T emperierungskreislaufs 3 zirkuliert. Eine Pumpenbaugruppe 13 der Temperierungsvorrichtung 1 ist in einem Pumpengehäuse 11 aufgenommen, das zugleich ein Gehäuse der T emperierungsvorrichtung 1 bildet. Der Wärmeträger durchfließt in dem Temperierungskreislauf 3 wahlweise einen Kühlungs-Durchflussabschnitt 34 oder einen Bypass-Durchflussabschnitt 36 und einen Batterie-Durchflussabschnitt 32 bevor er an- schließend zu der Pumpenbaugruppe 13 zurückkehrt. Das Pumpengehäuse 11 dient zugleich als ein Beheizung-Durchflussabschnitt 35 der wahlweise aktiviert werden kann.
Der B atterie-Durchflussabschnitt 32 stellt einen thermischen Kontakt zwischen dem passierenden Massestrom des Wärmeträgers und der Antriebsbatterie 2 her, um eine Abwärme der Antriebsbatterie 2 abzuführen oder die Antriebsbatterie 2 zu erwärmen. Zur Herstellung des thermischen Kontakts können verschiedene bekannte Arten von Wärme- tauschem vorgesehen sein, die eine Oberfläche zum W ärmeübergang von der Antriebsbatterie 2 auf den Batterie-Durchflussabschnitt 32 vergrößern. In der Ausführungsform wird der Batterie-Durchflussabschnitt 32 durch parallel verlaufende plattenförmige oder meanderförmige Durchflussstrecken gebildet, die in Kontakt mit einem thermischen Pool eines weiteren Wärmeträgers stehen, der die Antriebsbatterie 2 in Form eines Kühlungs mantels umgibt. Der Batterie-Durchflussabschnitt 32 kann ebenso an einen solchen Pool oder Kühlungsmantel angeschlossen sein und eine Durchflussstrecke durch diesen bilden. Ferner kann der Batterie-Durchflussabschnitt 32 lediglich in einem Flächenkontakt zu Batteriezellen der Antriebsbatterie 2 stehen.
Der Kühlung-Durchfluss Abschnitt 34 steht mit einem Umgebungswärmetauscher 4 in einem thermischen Kontakt. Der Umgebungswärmetauscher 4 kann insbe- sondere ein Radiator sein, der durch eine lamellenformige Oberflächenstruktur eine vergrößerte Fläche zum Wärmeübergang von dem Massestrom des Wärmeträgers auf die umgebende Atmosphäre des Systems, d.h. eine Umgebungsluft oder einen Fahrtwind des Fahrzeugs bereitstellt. Um eine Konvektion der Umgebungsluft auf den Umgebungswärmetauscher 4 beeinflussen und erhöhen zu können, umfasst das T emperierungssystem 10 ferner ein elektrisches Gebläse 44, das Umgebungsluft angesaugt und auf den Umge- bungswärmetauscher 4 gerichtet ausströmen lässt.
Wenn der Wärmeträger nicht gekühlt werden soll, kann der Wärmeträger mittels Umschaltventile einen parallel geschalteten Bypass-Durchflussabschnitt 36 durchfließen, der den Kühlungs-Durchflussabschnitt 34 umgeht. Wenn der Wärmeträger darüber hinaus beheizt werden soll, um die Batterie zu erwärmen, wird der Beheizungs-Durchfluss abschnitt 35 in der Pumpenbaugruppe 13 aktiviert, indem die Heizvorrichtung 15, die in dem Pumpengehäuse 1 1 integriert ist, mit elektrischer Leistung versorgt wird.
Die Pumpenbaugruppe 13 ist vom Typ einer nicht dargestellten Kreiselpumpe mit einem Radialflügelrad. Die Heizvorrichtung 15 ist in einer Pumpenkammer angeordnet und steht somit in einem thermischen Kontakt mit dem Förderstrom des Wärmeträgers. Die Heizvorrichtung 15 umfasst mehrere PTC Heizelemente, die in einem Bereich einer radial begrenzenden Kammerwand angeordnet sind. Im Vergleich zu anderen durchflos senen Gehäuseabschnitten des Pumpengehäuses 11 wie einem Pumpeneinlass oder einem Pumpenauslass, stellt die Pumpenkammer eine größere Oberfläche zum W ärmeübergang von der Heizvorrichtung 15 auf den Wärmeträger bereit. Darüber hinaus tritt bei Kreisel- pumpen im Umfangsbereich der Pumpenkammer die größte Konvektion im Pumpengehäuse 11 auf, wodurch ein W ärmeübergang vom der Heizvorrichtung 15 auf den Wärme träger zusätzlich erhöht wird.
Anstelle einer Bestückung der Pumpenkammer mit PTC Heizelementen von einem Standardtyp, die über den Umfangsbereich verteilt angeordnet sind, können ebenso gekrümmte flächige PTC Heizelemente oder ein zylindrisches PTC Heizelement eingesetzt werden, deren Anordnung die Pumpenkammer umschließt, oder die selbst eine Kammer- wand der Pumpenkammer bilden. In diesem Fall kann der gesamte Umfang der Pumpen- kammer zum W ärm eübergang vom PTC Heizelement auf den Wärmeträger genutzt wer- den.
Neben der Pumpenbaugruppe 13 und der Heizvorrichtung 15 umfasst das Pumpen- gehäuse 11 ebenso eine T emperierungssteuervorrichtung 16, die eine elektrische Leistungszufuhr zu einem elektrischen Antrieb der Pumpenbaugruppe 13 und zu der Heizvor- richtung 15 steuert. Darüber hinaus steuert die T emperierungssteuervorrichtung 16 eine Leistungszufuhr zu einem elektrischen Antrieb des Gebläses 44 an dem Umgebungswär metauscher 4 sowie Stellglieder zum Umschalten der Ventile, die den Temperierungs- kreislauf 3 durch den Kühlungs-Durchflussabschnitt 34 oder den Bypass-Durchflussab- schnitt 36 leiten.
Die T emperierungssteuervorrichtung 16 umfasst verschiedene Steuerabschnitte, insbesondere einen Pumpen-Steuerabschnitt, einen B eheizung- S teuerabs chnitt, einen Ge- bläse-Steuerabschnitt und einen Bypass-Steuerabschnitt. Jeder Steuerabschnitt führt eine Steuerroutine eines Steuerprogramms aus und hat Zugriff auf integrierte Schaltungen oder elektronische Regler, die zu gemessenen Signalen wie einer Temperatur oder einer Drehzahl der Pumpe Stellwerte ausgeben, sowie Zugriff auf eine Leistungsschaltung zur Einstellung einer elektrischen Leistungszufuhr zu dem jeweiligen Verbraucher des Tem- perierungssystem 10 entsprechend der Stellgröße.
Die T emperierungssteuervorrichtung 16 ist in einem nicht dargestellten Aufnahme- abschnitt des Pumpengehäuses 11 aufgenommen, welcher zu der Heizvorrichtung 15 be- abstandet oder wärmeisoliert ist. Der Aufnahmeabschnitt weist vorzugsweise eine Wär- mebrücke zwischen der T emperierungssteuervorrichtung 16 und dem Wärmeträger auf, z.B. eine metallische Gehäusewand an einem durchflossenen Abschnitt des Pumpenge- häuses 11 wie dem Pumpeneinlass, um einen W ärmeübergang aus elektrischer Verlust- leistung der Leistungsschaltung auf den Massestrom des Wärmeträgers zu ermöglichen.
Darüber hinaus weist die T emperierungsvorrichtung 1 bzw. die darin enthaltene T emperierungssteuervorrichtung 16 einen Verbinder, z.B. einen Stecker oder eine Leitung, als Schnittstelle 17 zum Datenaustausch zu einer zentralen Steuerungseinheit des Fahrzeugs auf. Über diese Datenverbindung kann die T emperierungssteuervorrich- tung 16 übergeordnete Befehle der zentralen Steuerungseinheit und Informationen über Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, wie einen Fahrzustand, einen Umgebungszustand oder dergleichen empfangen, oder Informationen über Betriebszustände des Temperie rungssystems 10 an die zentrale Steuerungseinheit übermitteln.
Nachstehend werden beispielgebende Steuervorgänge der T emperierungssteuervorrichtung 16 in dem T emperierungssystem 10 erläutert.
Bei Umgebungstemperaturen unterhalb von z.B. 10°C insbesondere unter 0°C kann ein Innenwiderstand von Batteriezellen eine Ladungsbewegung großer Ströme stark be einträchtigen. Bei entsprechenden Außentemperaturen führt das Temperierungs system 10 bei einem Kaltstart des Fahrzeugs daher einen B eheizungs Vorgang des Wärmeträgers durch, um die Antriebsbatterie 2 schneller in einen optimalen Betriebstemperatur bereich zuführen. Hierzu wird die Heizvorrichtung 15 mit elektrischer Leistung versorgt, um den aktivierbaren Beheizungs-Durchflussabschnitt 35 in dem T emperierungskreis- lauf 3 bereitzustellen und die Ventile werden angesteuert, so dass der Temperierungs- kreislauf 3 den Kühlungs-Durchflussabschnitt 34 über den Bypass-Durchflussab schnitt 36 umgeht. Der Wärmeträger der durch die Heizvorrichtung 15 erwärmt wird, zirkuliert durch den Batterie-Durchflussabschnitt 32 und gibt Wärme an die Antriebs- batterie 2 ab. Der B eheizungsvorgang wird solange durchgeführt, bis die Batteriezellen der Antriebsbatterie 2 einen unteren Schwellenwert des optimalen Betriebstempe raturbereichs von z.B. l 8°C erlangt haben.
Wenn eine Temperatur der Batteriezellen der Antriebsbatterie 2 über einen oberen Schwellenwert des optimalen Betriebstemperaturbereichs von z.B. 25°C ansteigt, führt die T emperierungssteuervorrichtung 16 einen Kühlungsvorgang durch, wobei der Tem perierungskreislauf 3 mittels Ansteuerung der Ventile von dem Bypass-Durchflussab- schnitt 36 auf den Kühlungs-Durchflussabschnitt 34 umgeschaltet wird. Der Wärmeträ ger, der in dem Umgebungswärmetauscher 4 von der Umgebungsluft abgekühlt wird, zirkuliert durch den Batterie-Durchflussabschnitt 32 und nimmt Abwärme der Antriebs batterie 2 auf.
Bei einer weiteren Erhöhung der Temperatur der Antriebsbatterie 2 auf einen Schwellenwert von z.B. 40°C, führt die T emperierungssteuervorrichtung 16 zusätzlich einen Gebläsevorgang durch. Hierbei steuert die Temperierungssteuervorrichtung 16 eine Steuerung der Leistungszufuhr zu dem elektrischen Gebläse 44 durch. Eine Rückkopp lung zur Regelung einer Dauer oder elektrischen Leistung des Gebläses 44 kann in Bezug auf eine T emperaturerfassung eines Batterie-T emperatursensors 21, des Einlasstempera- tursensors 12 oder des Auslasstemperatursensors 14 erfolgen. Abweichend zu der dargestellten Ausführungsform kann hierzu ebenso ein T emperatursensor zwischen den Küh lungs-Durchflussabschnitt 34 und dem Batterie-Durchflussabschnitt 32 bereitgestellt sein.
Als Ausgangsgröße einer Regelung der Pumpenleistung und einer Heizleistung Verwendet die T emperierungssteuervorrichtung 16 eine Temperatur, die im Bereich der Antriebsbatterie 2 durch den Temperatursensor 21 erfasst wird, oder eine Temperatur des Wärmeträgers, die innerhalb des Temperierungskreislaufs 3 erfasst wird. Ein hierfür ge- eigneter T emperatursensor ist in der vorliegenden Ausführungsform sowohl durch einen Einlasstemperatursensor 12 in einem Pumpeneinlass des Pumpengehäuses 11 als auch durch einen Auslasstemperatursensor 14 in einem Pumpenauslass des Pumpengehäuses 11 bereitgestellt. Die T emperierungssteuervorrichtung 16 steuert vorzugsweise spezifische Betriebs punkte der T emperierungs Vorrichtung 1 an, die eine Optimierung der Pumpenleistung in Bezug auf einen hydraulischen Widerstand der Pumpengeometrie oder eine Optimierung der Heizleistung in Bezug auf einen Wärmeübergang der Heizvorrichtung auf den passierenden Massestrom des Wärmeträgers darstellen. Die Ansteuerung solcher spezifi- scher Betriebspunkte der T emperierungsvorrichtung 1 kann entweder durch vorab gespei- cherte Werte in der T emperierungssteuervorrichtung 16 oder in Rückkopplung zu einer erfassten T emperaturdifferenz zwischen dem Einlasstemperatursensor 12 und dem Auslasstemperatursensor 14 sowie einer Pumpendrehzahl erfolgen. Darüber hinaus kann eine Rückkopplung zur Regelung einer Dauer und einer elektrischen Leistung für den Behei- zungsvorgang in Abhängigkeit einer T emperaturerfassung des B atterie-T emperatur- sensors 21 oder des Einlasstemperatursensors 12 erfolgen.
Bezugszeichenliste:
1 T emperierungsvorrichtung
2 Antriebsbatterie
3 T emperierungskreislauf
4 Umgebungswärmetauscher
10 T emperierungssystem
11 Pumpengehäuse
12 Einlasstemperatursensor
13 Pumpenbaugruppe
14 Auslasstemperatursensor
15 Heizvorrichtung
16 T emperierungssteuervorrichtung
17 Schnittstelle
21 Batterietemperatursensor Batterie-Durchflussabschnitt Kühlungs-Durchflussabschnitt Beheizungs-Durchflussabschnitt Bypass-Durchflussabschnitt

Claims

Ansprüche
1. T emperierungsvorrichtung (1), eingerichtet zur Temperierung einer Antriebsbatterie (2) eines elektrischen Antriebs in einem Fahrzeug mittels eines T emperierungskreislaufs (3) mit: einem B atterie-Durchflussabschnitt (32), der in einem thermischen Kontakt mit der Antriebsbatterie (2) steht; einem Kühlungs-Durchflussabschnitt (34), der in einem thermischen Kontakt mit einem Umgebungswärmetauscher (4) steht; und Leitungsabschnitten zur Verbindung des T emperierungskreislaufs (3) und der
T emperierungsvorrichtung (1); dadurch gekennzeichnet, dass die T emperierungsvorrichtung (1) umfasst: eine elektrische Pumpenbaugruppe (13) mit einem Pumpengehäuse (11), zur Zirkulation eines flüssigen Wärmeträgers; eine elektrische Heizvorrichtung (15) zur Beheizung des Wärmeträgers; und eine T emperierungssteuervorrichtung (16) mit: einem Pumpen-Steuerabschnitt, der dazu eingerichtet ist, eine Pumpenleistung zu steuern; und einem Beheizungs-Steuerabschnitt, der dazu eingerichtet ist, eine Heizleistung zu steuern; wobei in dem Pumpengehäuse (11) ein Beheizungs-Durchflussabschnitt (35) für den T emperierungskreislauf (3), der in einem thermischen Kontakt mit der elektrischen
Heizvorrichtung (15) steht, angeordnet ist.
2. T emperierungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die T emperierungssteuervorrichtung (16) dazu eingerichtet ist, die Pumpenleistung und die Heizleistung in Abhängigkeit einer Temperatur der Antriebsbatterie (2), die durch einen B atterietemperatursensor (21) erfasst wird, und/oder einer im T emperierungskreislauf erfassten Temperatur des Wärmeträgers zu steuern. 3. T emperierungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Einlasstemperatursensor (12) zur Erfassung der Temperatur des Wärmeträgers in einem durchflossenen Abschnitt des Pumpengehäuses (11) strömungsaufwärts von der Heizvorrichtung (15) angeordnet ist.
4. T emperierungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Auslasstemperatursensor (14) zur Erfassung der Temperatur des Wärmeträgers in einem durchflossenen Abschnitt des Pumpengehäuses (11) strömungsabwärts von der Heizvorrichtung (15) angeordnet ist.
5. T emperierungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein elektrischer Verbinder aus dem Pumpengehäuse (11) herausführend angeordnet ist, der eine gemeinsame Schnittstelle (17) für Steuerabschnitte der
T emperierungssteuervorrichtung (16) zu einer zentralen Steuereinheit des Fahrzeugs (ZSE) und/oder zu weiteren T emperatursensoren bereitstellt. T emperierangsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Kühlungs-Durchflussabschnitt (34) zusätzlich ein elektrisches Gebläse (44) zur Unterstützung des Umgebungswärmetauschers (4) aufweist, und die T emperierungssteuervorrichtung (16) einen Kühlungs-Steuerabschnitt umfasst, der dazu eingerichtet ist, eine Gebläseleistung zu steuern.
T emperierangsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der T emperierungskreislauf (3) zusätzlich einen umschaltbar en Bypass- Durchflussabschnitt (36) zur Umgehung des Kühlungs-Durchflussabschnitts (34) aufweist, und die T emperierungssteuervorrichtung (16) einen Bypass- Steuerabschnitt umfasst, der dazu eingerichtet ist, den T emperierungskreislauf (3) zwischen dem Kühlungs-Durchflussabschnitt (34) und dem Bypass- Durchflussabschnitt (36) umzuschalten.
T emperierangsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Beheizungs-Durchflussabschnitt (35) durch eine Pumpenkammer eines Kreiselpumpentyps gebildet wird.
V orrichtungsanordnung in einem T emperierungssystem (10), eingerichtet zur Temperierung einer Antriebsbatterie (2) eines elektrischen Antriebs in einem Fahrzeug, aufweisend: eine elektrisch angetriebene Pumpenbaugruppe (13) mit einem Pumpengehäuse (11) zur Zirkulation eines flüssigen Wärmeträgers; einen T emperierungskreislauf (3) mit: einem Batterie-Durchflussabschnitt (32), der in einem thermischen Kontakt mit der Antriebsbatterie (2) steht; einem Kühlungs-Durchflussabschnitt (34), der in einem thermischen Kontakt mit einem Umgebungswärmetauscher (4) steht; einem Beheizungs-Durchflussabschnitt (35), der in einem thermischen Kontakt mit einer elektrischen Heizvorrichtung (15) steht; und
Leitungsabschnitten zur Verbindung des T emperierungskreislaufs (3) und der Pumpenbaugruppe (13); dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (11) der Pumpenbaugruppe (13) eine T emperierungssteuervorrichtung (16) umfasst, mit: einem Pumpen-Steuerabschnitt, der dazu eingerichtet ist, eine Pumpenleistung zu steuern; und einem Beheizungs-Steuerabschnitt, der dazu eingerichtet ist, eine Heizleistung zu steuern; und der Beheizungs-Durchflussabschnitt (35) des T emperierungskreislaufs (3) in dem Pumpengehäuse (11) angeordnet ist.
10. V orrichtungsanordnung in einem T emperierungssystem (10) nach Anspruch 9, wobei die T emperierungssteuervorrichtung (16) dazu eingerichtet ist, die Pumpenleistung und die Heizleistung in Abhängigkeit einer Temperatur der Antriebsbatterie (2), die durch einen Batterietemperatursensor (21) erfasst wird, und/oder einer im T emperierungskreislauf erfassten Temperatur des Wärmeträgers zu steuern.
11. V orrichtungsanordnung in einem T emperierungssystem (10) nach Anspruch 9 oder 10, wobei ein Einlasstemperatursensor (12) zur Erfassung der Temperatur des Wärmeträgers in einem durchflossenen Abschnitt des Pumpengehäuses (11) strömungsaufwärts von der Heizvorrichtung (15) angeordnet ist.
12. V orrichtungsanordnung in einem Temperierungssystem (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei ein Auslasstemperatursensor (14) zur Erfassung der Temperatur des Wärmeträgers in einem durchflossenen Abschnitt des Pumpengehäuses (11) strömungsabwärts von der Heizvorrichtung (15) angeordnet ist.
13. V orrichtungsanordnung in einem T emperierungssystem (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei ein elektrischer Verbinder aus dem Pumpengehäuse (11) herausführend angeordnet ist, der eine gemeinsame Schnittstelle (17) für Steuerabschnitte der T emperierungssteuervorrichtung (16) zu einer zentralen Steuereinheit des Fahrzeugs (ZSE) und/oder zu weiteren T emperatursensoren bereitstellt.
14. Vorrichtungsanordnung in einem T emperierungssystem (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der Kühlungs-Durchflussabschnitt (34) zusätzlich ein elektrisches Gebläse (44) zur Unterstützung des Umgebungswärmetauschers (4) aufweist, und die T emperierungssteuervorrichtung (16) einen Kühlungs-Steuerabschnitt umfasst, der dazu eingerichtet ist, eine Gebläseleistung zu steuern.
15. Vorrichtungsanordnung in einem Temperierungssystem (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei der T emperierungskreislauf (3) zusätzlich einen umschaltbaren Bypass-
Durchflussabschnitt (36) zur Umgehung des Kühlungs-Durchflussabschnitts (34) aufweist, und die T emperierungssteuervorrichtung (16) einen Bypass- Steuerabschnitt umfasst, der dazu eingerichtet ist, den T emperierungskreislauf (3) zwischen dem Kühlungs-Durchflussabschnitt (34) und dem Bypass- Durchflussabschnitt (36) umzuschalten.
16. V orrichtungsanordnung in einem T emperierungssystem (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei der Beheizungs-Durchflussabschnitt (35) durch eine Pumpenkammer eines
Rreiselpumpentyps gebildet wird.
EP19715455.2A 2018-04-04 2019-04-02 Temperierungsvorrichtung und vorrichtungsanordnung in einem temperierungssystem Pending EP3776713A1 (de)

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