WO2023104474A1 - Kühlanordnung zum kühlen einer batterie eines kraftfahrzeugs, kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben einer kühlanordnung - Google Patents

Kühlanordnung zum kühlen einer batterie eines kraftfahrzeugs, kraftfahrzeug und verfahren zum betreiben einer kühlanordnung Download PDF

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WO2023104474A1
WO2023104474A1 PCT/EP2022/082410 EP2022082410W WO2023104474A1 WO 2023104474 A1 WO2023104474 A1 WO 2023104474A1 EP 2022082410 W EP2022082410 W EP 2022082410W WO 2023104474 A1 WO2023104474 A1 WO 2023104474A1
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cooling
coolant
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battery
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Christian Rebinger
Dirk Schroeder
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Audi Ag
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Definitions

  • Cooling arrangement for cooling a battery of a motor vehicle, motor vehicle and method for operating a cooling arrangement
  • the invention relates to a cooling arrangement for cooling a battery of a motor vehicle, having a first coolant circuit inside the vehicle, which includes a cooling device through which a coolant can flow.
  • the cooling device is designed to absorb heat released by the battery during operation of the battery.
  • the cooling arrangement includes a second vehicle-internal coolant circuit.
  • a battery cooling arrangement with two coolant circuits is described in DE 102020 100 428 A1, for example.
  • One of the coolant circuits is designed as a coolant circuit for an electric drive train and contains a battery cooler.
  • the second coolant circuit is designed as a coolant circuit assigned to an air conditioning system.
  • the battery cooling arrangement includes a refrigerant circuit. Using a 4/2-way coolant valve, the two coolant circuits can be coupled with one another or separated from one another.
  • an in-vehicle cooling system is designed to also dissipate the waste heat generated during charging and particularly during rapid charging, such a cooling system must be dimensioned significantly larger than is required in the vehicle Is the case with regard to the cooling requirement of the battery, which the battery has in the driving mode of the motor vehicle.
  • a cooling system which is oversized for ferry operation, is disadvantageous with regard to the associated complexity, the installation space requirement, the costs and the weight.
  • the object of the present invention is to create a cooling arrangement of the type mentioned at the outset, which enables improved temperature control of the battery, as well as to specify a motor vehicle with such a cooling arrangement and a corresponding method for operating a cooling arrangement.
  • the cooling arrangement according to the invention for cooling a battery of a motor vehicle includes a first coolant circuit inside the vehicle, which includes a cooling device through which a coolant can flow.
  • the cooling device is designed to absorb heat that is released by the battery during operation of the battery.
  • the cooling arrangement also includes a second in-vehicle coolant circuit.
  • the cooling device has a first partial space through which the coolant can flow and a second partial space through which a further coolant can flow. In this case, the second partial space of the cooling device is integrated into the second vehicle-internal coolant circuit.
  • the second vehicle-internal coolant circuit has a heat exchanger that is different from the cooling device.
  • the heat exchanger is designed to supply heat to a cooling module external to the vehicle, which heat can be absorbed by the additional coolant due to the additional coolant flowing through the second subchamber. So if, during operation of the cooling arrangement, the additional coolant flows through the second subchamber of the cooling device and thereby absorbs heat emitted by the battery, this heat can be supplied to the cooling module external to the vehicle via the heat exchanger. Consequently, the cooling capacity of the vehicle-external cooling module can be used to cool the battery. In this way, the waste heat that occurs when the battery is charged, in particular when the battery is charged quickly, can be dissipated very well via the heat exchanger and fed to the cooling module external to the vehicle. Therefore, for example, when the battery is being charged, improved cooling of the battery and more rapid charging of the battery can be achieved.
  • the charging, in particular rapid charging, of the battery is preferably carried out when the motor vehicle is stationary at a charging station or charging station, with the charging station or charging station having the vehicle-external cooling module which can ensure appropriate vehicle-external cooling of the battery.
  • the cooling arrangement it is also advantageously possible to heat the battery by means of the cooling arrangement.
  • This can be useful, for example, if the charging capacity of the battery cannot be fully utilized due to a low temperature.
  • the usable charging capacity of the battery can be increased by preheating or warming up the battery.
  • a point in time at which the full charging capacity or charging power of the battery is available can be moved forward.
  • this can mean that the charging process, in which the full charging capacity of the battery is to be reached or exhausted, can be carried out particularly quickly.
  • heat can also be introduced into the second vehicle-internal coolant circuit via the heat exchanger, which is integrated into the second vehicle-internal coolant circuit.
  • This can also be useful in an application in which the second in-vehicle Coolant circuit is to be used for heating or preheating other facilities of the motor vehicle.
  • a conditioning mode or temperature control mode can be adjusted accordingly at the charging station (in particular automatically).
  • vehicle-external cooling module By coupling the vehicle-external cooling module to the heat exchanger, an external cold source or heat source can be used, which is provided by the vehicle-external cooling module.
  • the vehicle-external cooling module can therefore also be referred to as a vehicle-external temperature control module, and the cooling arrangement enables improved temperature control of the battery.
  • the heat exchanger is supplied externally. Because by using the heat exchanger, the cooling capacity or temperature control capacity of the vehicle-external cooling module or temperature control module can be accessed. Nevertheless, the two coolant circuits inside the vehicle are self-contained and fluidically separated from one another. As a result, no impurities and/or air bubbles or the like can get into the vehicle-internal coolant circuits even during the temperature control, ie during the cooling or heating of the battery by means of the vehicle-external cooling module or temperature-control module. This is advantageous with regard to undisturbed operation, in particular cooling operation for cooling the battery, of at least one of the coolant circuits inside the vehicle.
  • the two partial spaces of the cooling device which are in particular designed as respective cooling plates, are preferably in heat-conducting contact with the battery.
  • the heat released during operation of the battery ie when charging and/or discharging the battery, can be introduced into the coolant very well
  • Coolant circuit flows, and / or are introduced into the additional coolant, which flows through the second in-vehicle coolant circuit.
  • both the coolant and the additional coolant are designed as respective cooling liquids.
  • the coolant conveyed during operation of the cooling arrangement through the first in-vehicle coolant circuit and/or the additional coolant conveyed through the second in-vehicle coolant circuit can each actively extract heat from the battery or actively extract heat together.
  • both coolants ensure that heat is dissipated from the battery, the battery can be cooled very quickly and intensively.
  • the first vehicle-internal coolant circuit can be used advantageously for cooling the battery, in particular when the motor vehicle that has the battery is driving.
  • both vehicle-internal coolant circuits can be used together, in particular when the motor vehicle having the battery is standing at the charging station or charging column in order to charge the battery.
  • the heat exchanger preferably has a first fluid space through which the further coolant can flow.
  • the heat exchanger has a second fluid space, which from one of the cooling fluid that can be fed through the vehicle-external cooling module.
  • the second fluid space can be fluidically coupled to the vehicle-external cooling module in order to particularly efficiently dissipate heat from the additional coolant or to introduce heat into the additional coolant. This applies in particular if the additional coolant and the cooling fluid that can be supplied to the cooling module external to the vehicle are designed as respective cooling liquids.
  • the second fluid space of the heat exchanger is preferably integrated into a vehicle-internal section of a cooling circuit.
  • the in-vehicle section of the cooling circuit has an outlet and an inlet.
  • the cooling fluid can be introduced into the vehicle-external cooling module via the outlet, and the cooling fluid can be introduced or returned via the inlet into the vehicle-internal section of the cooling circuit.
  • the on-board cooling module to the outlet and the inlet, i.e. to components of the cooling circuit which are associated with the on-board section of the cooling circuit, the external cold source or heat source provided by the off-board cooling module can be used very easily.
  • the heat exchanger can include a third fluid space, which is integrated into a vehicle-internal refrigerant circuit.
  • the third fluid space can be operated as an evaporator of the refrigerant circuit.
  • the heat exchanger is designed as a component of the cooling arrangement through which three fluids can flow, which can therefore also be referred to as a tri-fluid heat exchanger.
  • the first fluid space of the heat exchanger can be flowed through by the additional coolant, which is conveyed within the second vehicle-internal coolant circuit.
  • the cooling fluid which can be fed to the cooling module external to the vehicle, can flow through the second fluid chamber of the heat exchanger.
  • the refrigerant can flow, which is conveyed through the vehicle-internal refrigerant circuit of the cooling arrangement.
  • a chiller is integrated into the heat exchanger, so that a very compact configuration is implemented.
  • the third fluid space which can be operated as an evaporator, in the heat exchanger, a particularly intensive heat dissipation from the battery can be achieved by means of the heat exchanger.
  • a chiller is preferably arranged in the first vehicle-internal coolant circuit, which comprises a first partial area through which the coolant can flow and a second partial area through which a refrigerant can flow.
  • the second partial area is integrated into a vehicle-internal coolant circuit of the cooling arrangement and can be operated as an evaporator of the coolant circuit.
  • Such a chiller can be used, on the one hand, when the motor vehicle having the battery is in operation, in order to dissipate heat from the battery by the coolant flowing through the first partial space of the cooling device.
  • the chiller can be used for increased cooling of the battery when the motor vehicle having the battery is standing at the charging station, while heat is dissipated to the cooling module external to the vehicle via the heat exchanger.
  • a chiller can be arranged in the second vehicle-internal coolant circuit, which comprises a first partial area through which the additional coolant can flow and a second partial area through which a refrigerant can flow.
  • the second partial area is integrated into a vehicle-internal coolant circuit of the cooling arrangement and can be operated as an evaporator of the coolant circuit.
  • the chiller integrated into the second vehicle-internal coolant circuit can ensure particularly intensive cooling of the battery, while heat is dissipated to the vehicle-external cooling module via the heat exchanger. Accordingly, both the vehicle-external cooling module and at the same time the chiller can cool the battery and therefore bring about a very strong cooling of the battery.
  • the chillers of the first and second coolant circuits can also be active together and cool the two coolant circuits that work separately from one another condition.
  • At least one cooler through which the coolant can flow is preferably integrated into the first vehicle-internal coolant circuit, wherein the at least one cooler can be subjected to an air flow by means of at least one fan of the cooling arrangement. Additionally or alternatively, at least one cooler through which the further coolant can flow can be integrated into the second vehicle-internal coolant circuit, which can be subjected to an air flow by means of at least one fan of the cooling arrangement.
  • a cooler can be used in an advantageous and simple manner to dissipate heat from the coolant or the additional coolant both during charging of the battery at a stationary charging station and when the motor vehicle that has the battery is driving.
  • the at least one cooler can be arranged downstream of the first partial space of the cooling device in the flow direction of the coolant.
  • the first in-vehicle coolant circuit can include a bypass line, via which the coolant coming from the first subchamber can be conveyed bypassing the cooler, in particular to a chiller, which can be arranged in the first in-vehicle coolant circuit.
  • a bypass line can be usefully used to avoid a pressure loss which would occur in the first in-vehicle coolant circuit as a result of the coolant flowing through the radiator.
  • bypass line makes sense in particular when the ambient air which can be applied to the cooler has a comparatively high temperature. Because if the bypass line is used in such a situation, there is no undesired introduction of heat into the coolant at the cooler or there is no undesired loss of cold at the cooler.
  • the at least one cooler can be arranged upstream of the second partial space of the cooling device in the flow direction of the additional coolant.
  • the second vehicle-internal coolant circuit can include a bypass line, via which the additional coolant coming from the second subchamber can be fed to the radiator, bypassing the heat exchanger integrated into the second vehicle-internal coolant circuit. If this bypass line or by-pass line is used, the pressure loss associated with the further coolant flowing through the heat exchanger is eliminated. This makes sense in particular if the cooler through which the additional coolant can flow is to be used to cool the battery when the motor vehicle equipped with the battery is in operation.
  • the cooling arrangement can comprise at least one wetting device which is designed to apply a liquid to the outside of the at least one cooler.
  • evaporation of the liquid can be effected due to the impingement of the cooler with the air flow.
  • an increase in the performance of the cooler can be achieved. This is because the evaporative cooling enables a particularly strong dissipation of heat from the coolant and/or the additional coolant which flows through the respective coolant circuit inside the vehicle.
  • a first partial region of a refrigerant cooler through which the further coolant can flow is preferably integrated into the second vehicle-internal coolant circuit.
  • the coolant cooler comprises a second partial area through which a refrigerant can flow.
  • the second partial area is integrated into a vehicle-internal refrigerant circuit of the cooling arrangement and can be operated as an indirect condenser or indirect gas cooler of the refrigerant circuit.
  • the external cooling module can also be used to cool the refrigerant, which flows through the second portion of the refrigerant cooler. Consequently, when the motor vehicle is standing at the charging station, the refrigerant does not need to be air-cooled, as is the case when a condenser or gas cooler in the refrigerant circuit is designed as an air-cooled condenser or air-cooled gas cooler. Efficient air conditioning, for example, in a passenger compartment of the motor vehicle, can thus be carried out even when the motor vehicle is stationary. This is beneficial.
  • At least one further heat exchanger which can be used to cool the refrigerant, can also be arranged in the vehicle-internal refrigerant circuit of the cooling arrangement.
  • a heat exchanger can be air-cooled during operation and/or can be cooled during operation by means of a coolant or the like.
  • the battery can be designed in particular as a high-voltage battery or high-voltage storage device, which has a nominal voltage of more than 60 volts and preferably of up to several hundred volts.
  • the battery can be in the form of a low-voltage battery which has a lower nominal voltage, for example a nominal voltage of 48 volts or less.
  • a comparatively large amount of waste heat occurs during charging, in particular during fast charging, at a charging station or charging station or the like, which can be dissipated in a particularly efficient manner by means of the cooling arrangement.
  • the electric drive device of the motor vehicle is preferably designed to cause the motor vehicle to move or at least to support it. Accordingly, the motor vehicle can be designed in particular as an electric vehicle or hybrid vehicle.
  • the heat exchanger integrated into the second vehicle-internal coolant circuit is fluidically coupled to a vehicle-external section of a cooling circuit, with the vehicle-external cooling module being integrated into the vehicle-external section of the cooling circuit.
  • a further cooling fluid can then be conveyed through the cooling circuit and thus also through the heat exchanger.
  • the cooling capacity or temperature control capacity of the vehicle-external cooling module can be used for temperature control, ie for cooling or heating the battery.
  • a battery of a motor vehicle is temperature-controlled.
  • a coolant can flow through a cooling device of a first vehicle-internal coolant circuit of the cooling arrangement.
  • the cooling device is designed to absorb heat released by the battery during operation of the battery.
  • a second coolant circuit inside the vehicle of the cooling arrangement has a further coolant flowing through it.
  • the cooling device has a first partial space through which the coolant can flow and a second partial space through which the additional coolant can flow.
  • the second partial space of the cooling device is integrated into the second vehicle-internal coolant circuit.
  • the second vehicle-internal coolant circuit also has a heat exchanger that is different from the cooling device.
  • the heat exchanger is designed to supply heat to a cooling module external to the vehicle, which heat can be absorbed by the additional coolant due to the additional coolant flowing through the second partial space.
  • heat can be dissipated to the vehicle-external cooling module via the additional coolant using the heat exchanger.
  • the vehicle-external cooling module Introduce heat into the additional coolant.
  • the vehicle-external cooling module is then used to heat or heat the battery.
  • Temperature control of the battery which is achieved by operating the cooling arrangement, can therefore involve cooling the battery or heating the battery.
  • the coolant which can be conveyed in the first vehicle-internal coolant circuit, also flows through the first partial space of the cooling device. If the coolant flows through both partial spaces of the cooling device, particularly efficient cooling of the battery can be achieved.
  • the invention therefore also includes developments of the method according to the invention, which have features as have already been described in connection with the developments of the cooling arrangement according to the invention or the motor vehicle according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention are not described again here.
  • the motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus.
  • the invention also includes the combinations of features of the described embodiments.
  • the invention also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, provided that the embodiments were not described as mutually exclusive. Highly schematized exemplary embodiments of the invention are described below. For this shows:
  • FIG. 1 shows a cooling arrangement for cooling a battery of a motor vehicle, with a cooling device for cooling the battery having two sub-chambers which are integrated into respective coolant circuits which are separate from one another and are internal to the vehicle;
  • FIG. 2 shows a variant of the cooling arrangement according to FIG. 1 , with respective coolers to which air can be applied being arranged in the respective vehicle-internal coolant circuits;
  • FIG. 3 shows a further variant of the cooling arrangement, in which a chiller is arranged in each of the two coolant circuits inside the vehicle;
  • FIG 5 shows the motor vehicle having the battery and a charging station which has a cooling module external to the vehicle.
  • FIG. 1 shows a highly schematic representation of a cooling arrangement 10 which can be used to cool a battery 12 of a motor vehicle 14 (compare FIG. 5).
  • the cooling arrangement 10 enables the use of a vehicle-external cooling module 16 for cooling the battery 12.
  • the vehicle-external cooling module 16 can be integrated into a stationary charging station or charging station 18 which is used to charge the battery 12 of the motor vehicle 14 .
  • the battery 12 releases a comparatively large amount of waste heat. This waste heat can be dissipated by using the cooling arrangement 10 .
  • the cooling device 20 comprises a first partial space 22 which can be designed, for example, as a first cooling plate which is in thermally conductive contact with the battery 12 .
  • the first partial space 22 of the cooling device 20 is integrated into a first, vehicle-internal coolant circuit 24, through which a first pump 26 of the cooling arrangement 10 can convey a coolant.
  • the cooling device 20 also includes a second partial space 28, which can also be configured, for example, as a cooling plate that is in thermally conductive contact with the battery 12.
  • the dissipation of heat from the battery 12 serving partial spaces 22, 28 of the cooling device 20 are thus preferably integrated into this energy storage device.
  • the second subchamber 28, which is fluidically separated from the first subchamber 22, is integrated into a second coolant circuit 30 inside the vehicle.
  • a further pump 32 is arranged in the second vehicle-internal coolant circuit 30 , by means of which a further coolant can be conveyed through the second vehicle-internal coolant circuit 30 .
  • a heat exchanger 34 that is different from the cooling device 20 is also integrated into the second vehicle-internal coolant circuit 30 .
  • This heat exchanger 34 which is arranged in the motor vehicle 14, can be used to supply heat to the cooling module 16 external to the vehicle. This heat can be absorbed by the additional coolant when the additional coolant flows through the second partial space 28 of the cooling device 20 .
  • Two separate cooling strands are thus arranged in the battery 12, for example by the two sub-chambers 22, 28 being integrated into the battery 12, with the two sub-chambers 22, 28 being able to be designed in particular as respective cooling plates.
  • the additional coolant flowing through the second vehicle-internal coolant circuit 30 can be cooled by means of the heat exchanger 34 .
  • the heat exchanger 34 in the present case has a first fluid space 36 through which the additional coolant can flow and which is integrated into the second coolant circuit 30 inside the vehicle.
  • the heat exchanger 34 has a second fluid chamber 38 through which a cooling fluid that can be supplied to the cooling module 16 external to the vehicle can flow.
  • the vehicle-external cooling module 16 is fluidly coupled to the heat exchanger 34 via the interfaces in the form of the outlet 44 and the inlet 46 (compare FIG. 1 ).
  • the second fluid space 38 is integrated into a vehicle-internal section 40 of a cooling circuit 42 .
  • the in-vehicle portion 40 of the cooling circuit 42 includes an outlet 44 and an inlet 46 (see Figure 5).
  • the outlet 44 and the inlet 46 can be arranged in particular in the area of an outer skin 48 of the motor vehicle 14, the outer skin 48 of the motor vehicle 14 being shown in FIG. 1 only in part and in a highly schematic manner.
  • the outlet 44 and the inlet 46 are also present in the variants of the cooling arrangement 10 shown in FIGS. 2 to 4 , but are not explicitly shown there.
  • respective lines can be connected to the outlet 44 and the inlet 46 in order to fluidly connect the vehicle-external cooling module 16 to the second fluid space 38 of the heat exchanger 34 .
  • the battery 12 can be actively cooled by means of the cooling module 16 external to the vehicle.
  • the inlet 46 and the outlet 44 can be designed as a common plug connector with fluidically separate interfaces.
  • the connections and thus the entry or inlet 46 and the outlet or outlet 44 are preferably selected in such a way that the fluid flows of the external cooling circuit 42 and of the second vehicle-internal coolant circuit 30 flow in opposite directions through the heat exchanger 34, so that a counterflow method is used.
  • the battery 12 can be cooled by means of a chiller 50, which is shown schematically in FIG.
  • the chiller 50 is arranged in the first vehicle-internal coolant circuit 24 and includes a first section 52 through which the coolant can flow.
  • the chiller 50 comprises a second partial area 54 through which a refrigerant can flow.
  • Conventional components 58 of the refrigerant circuit 56 such as a compressor, a condenser or gas cooler downstream of the compressor and an expansion element upstream of the evaporator in the form of the second partial region 54 are not shown in detail in FIG. 1 for reasons of clarity.
  • the chiller 50 can be used, for example, in addition to the vehicle-external cooling module 16 when the motor vehicle 14 is standing at the charging station 18 and the battery 12 of the motor vehicle 14 is being charged. However, the chiller 50 can also ensure active battery cooling when the motor vehicle 14 is in operation.
  • At least one chiller and/or at least one cooler that can be cooled by means of an air flow can also be arranged in a vehicle-external section 60 (see FIG. 5) of the cooling circuit 42 .
  • Such heat exchangers are not shown separately in FIG. 1 for reasons of clarity, but are preferably designed as components integrated into the external charging station 18 having the temperature control device in the form of the cooling module 16 .
  • the self-contained second in-vehicle coolant circuit 30 which is separate from the first in-vehicle coolant circuit 24 , is coupled to the external cooling module 16 via the heat exchanger 34 .
  • the interfaces to the environment of the motor vehicle 14 in the form of the outlet 44 and the inlet 46 are preferably designed to be closable in order to prevent contamination from entering the vehicle-internal section 40 of the cooling circuit 42 if the vehicle-external cooling module 16 is not as shown in Fig. 5 fluid with the in-vehicle portion 40 of the cooling circuit 42 is coupled.
  • Filter devices preferably easy to clean and/or replaceable at the interfaces in the form of the inlet 44 and the outlet 46 that are not outlined and described in more detail can also contribute to keeping the vehicle-internal section 40 of the cooling circuit 42 clean.
  • FIG. 2 shows a variant of the cooling arrangement 10, only components of the cooling arrangement 10 that have not already been explained with reference to FIG. 1 being discussed.
  • At least one cooler 62 through which the coolant can flow can be integrated into the first coolant circuit 24 inside the vehicle.
  • An air flow can be applied to the cooler 62 by means of a fan 64 of the cooling arrangement 10 .
  • the cooler 62 embodied in particular as a low-temperature cooler can be installed in series or in parallel with the chiller 50 in the first vehicle-internal coolant circuit 24 .
  • the cooler 62 can be arranged downstream of the first partial space 22 of the cooling device 20 and upstream of the chiller 50 in the flow direction of the coolant.
  • the first in-vehicle coolant circuit 24 can include a bypass line 66 by means of which the radiator 62 can be bypassed.
  • the bypass line 66 or such a bypass can be used in particular when charging the radiator 62 with air, in particular ambient air, would lead to an undesirable input of heat into the coolant, which is conveyed through the first vehicle-internal coolant circuit 24 by means of the first pump 26 becomes.
  • At least one cooler 68 can additionally or alternatively be arranged in the second vehicle-internal coolant circuit 30 , which can be charged with air by means of a further fan 70 .
  • the further or second pump 32 thus conveys the further coolant through this cooler 68 if this is advantageous for cooling the battery 12 .
  • the second vehicle-internal coolant circuit 30 can also include a bypass line 72 or bypass line, via which the additional coolant coming from the second subchamber 28 of the cooling device 20 can be supplied to the radiator 68 while bypassing the heat exchanger 34 . If the bypass line 72 is used and the first fluid space 36 of the heat exchanger 34 is therefore not flowed through by the additional coolant, the additional coolant circulating in the second vehicle-internal coolant circuit 30 can also be used to cool the battery when the motor vehicle 14 with the battery 12 is in operation 12 can be reached.
  • the fan 64, 70 assigned to the respective cooler 62, 68 can be deactivated so that the fan 64 , 70 does not promote airflow.
  • the respective radiator 62, 68 can be provided with a radiator blind (not shown). If such a radiator blind is brought into a closed position, then the respective radiator 62, 68 is protected from being impinged with air, even if the fan 64, 70 assigned to the respective radiator 62, 68 should promote an air flow.
  • valve elements such as shut-off valves and/or switching valves and/or mixing valves and/or multi-way valves are provided.
  • FIG. 3 A further variant of the cooling arrangement 10 is shown in FIG. 3 , only the differences from the cooling arrangement 10 shown in FIG. 1 or 2 being discussed.
  • the cooler 68 can be subjected to a liquid, for example water, by means of a wetting device 74 shown only schematically in FIG. 3 in order to increase a cooling effect of the cooler 68 by evaporative cooling.
  • a wetting device 74 shown only schematically in FIG. 3 in order to increase a cooling effect of the cooler 68 by evaporative cooling.
  • such a wetting device can also be assigned to the cooler 62 shown in FIG. 2, which is arranged in the first coolant circuit 24 inside the vehicle.
  • a chiller 76 is also integrated into the second vehicle-internal coolant circuit 30 .
  • This second chiller 76 comprises a first partial area 78 through which the further coolant can flow, ie that coolant which the further or second pump 32 conveys through the second vehicle-internal coolant circuit 30 .
  • the second chiller 76 includes a second subregion 80 through which the refrigerant that is conveyed in the vehicle-internal refrigerant circuit 56 of the cooling arrangement 10 by means of at least one compressor (not shown) can flow through.
  • the second partial area 80 is thus integrated into the coolant circuit 56 inside the vehicle and can be operated as an evaporator of the coolant circuit 56 .
  • the two chillers 50, 76 can be arranged in the refrigerant circuit 56 so that the flow can flow through them in series or in parallel.
  • Fig. 3 is a variant of the cooling arrangement 10 is shown schematically and in a detailed view, in which the second portion 80 or second fluid space of the chiller 76 is integrated into the heat exchanger 34 .
  • the heat exchanger 34 is then designed as a tri-fluid heat exchanger, which has the first fluid space 36, the second fluid space 38 and the partial area 80 through which the refrigerant can flow as the third fluid space.
  • the first partial area 78 of the chiller 76 shown in FIG. 3 can be formed by the first fluid space 36 .
  • the first fluid chamber 36 can be arranged between the second fluid chamber 38 and the partial area 80 through which the refrigerant can flow.
  • the arrangement and sequence of the three fluid chambers can also be designed in different ways and can be chosen advantageously for the corresponding application.
  • the first fluid chamber 36 can accordingly be arranged between the second fluid chamber 38 and the partial area 80, or the partial area 80 can be arranged between the two fluid chambers 36, 38.
  • the second fluid space 38 between the first fluid space 36 and the partial area 80 .
  • the second chiller 76 By operating the second chiller 76, particularly when heat is removed from the battery 12 of the motor vehicle 14 by means of the vehicle-external cooling module 16, a particularly strong additional cooling of the additional coolant can be achieved, which the pump 32 conveys through the second vehicle-internal coolant circuit 30.
  • the second chiller 76 can also be used to cool the battery 12 when the motor vehicle 14 having the battery 12 is operating in a ferry mode.
  • FIG. 4 A further variant of the cooling arrangement 10 is shown schematically in FIG. 4 .
  • the differences from the cooling arrangement 10 shown in FIG. 1 will be discussed for reasons of clarity.
  • a partial area 84 through which the further coolant can flow is one Refrigerant cooler 82 involved.
  • the refrigerant cooler 82 includes a second partial area 86 which is integrated into the vehicle-internal refrigerant circuit 56 .
  • the second partial area 86 of the refrigerant cooler 82 can be operated as an indirect condenser or indirect gas cooler of the refrigerant circuit 56 .
  • the vehicle-external cooling module 16 not only cools the additional coolant for the purpose of cooling the battery 12 using the heat exchanger 34. Rather, the additional coolant cooled by the external cooling module 16 is also used to cool the coolant flowing through the second partial region 86 of the coolant cooler 82 to cool, which circulates within the refrigerant circuit 56 of the cooling assembly 10. In this way, efficient and permanent air conditioning or maintenance air conditioning of the passenger compartment or vehicle interior of motor vehicle 14 can be ensured during the charging process.
  • additional components 88 of the motor vehicle 14 which are shown only schematically in FIG. 4, can optionally also be cooled in an additional expansion stage or variant.
  • components 88 that release heat during operation such as an electrical component, for example power electronics (not shown) and/or a charging device and/or an electrical drive device, for example in the form of at least one electric motor 90 of motor vehicle 14 (compare Fig. 5) to be refrigerated.
  • the second vehicle-internal coolant circuit 30 can have at least one bypass line 92 , by means of which the first partial region 84 of the coolant cooler 82 and/or the further components 88 can be bypassed.
  • the refrigerant cooler 82 is integrated into the second vehicle-internal coolant circuit 30, in the second vehicle-internal coolant circuit 30
  • at least one cooler can be arranged, which can be charged with air for the purpose of cooling by means of a fan (also not shown).
  • the provision of the two self-contained vehicle-internal coolant circuits 24, 30 is particularly advantageous in that even when the vehicle-external cooling module 16 is used for cooling, no coolant enters one of the two coolant circuits 24, 30 from outside the motor vehicle 14 . Accordingly, decoupling heat exchanger 34 from cooling module 16 external to the vehicle and venting cooling circuit 42, which may have to be provided in this connection, has no effect on the two internal vehicle coolant circuits 24, 30.
  • thermodynamically favorable configurations can be achieved for a large number of operating points of the cooling arrangement 10.
  • Valves that can be used in the variants of cooling arrangement 10 explained above, for example in the form of shut-off valves, changeover valves, mixing valves or the like, to ensure a desired flow direction of the coolant through the first in-vehicle coolant circuit 24 and/or the additional coolant through the second in-vehicle coolant circuit 30 are shown in the figures not shown in detail for reasons of clarity.
  • Such valves are preferably provided when there are branches in the individual fluid circuits or coolant circuits 24, 30 of the cooling arrangement 10 and/or bypass lines are taken into account. Accordingly, such valves are preferably provided if the fluid flow or coolant flow is given the option of an alternative flow path and such a flow path cannot alternatively be prevented.
  • a pump (not shown) is preferably provided in the vehicle-external section 60 of the cooling circuit 42 , by means of which the cooling fluid or cooling medium can be conveyed through the cooling circuit 42 . Additionally or alternatively, a pump (not shown) can be arranged in the vehicle-internal section 40 of the cooling circuit 42 in order to supply the cooling fluid to the vehicle-external cooling module 16 via the outlet 44 or to introduce the cooling fluid into the vehicle-internal section 40 of the cooling circuit 42 via the inlet 46 or trace back.
  • Sensors and/or sensor elements, control units and/or communication interfaces and the like for the exchange of information between motor vehicle 14 and charging station 18, which has the temperature control device, and other components that are preferably provided for the proper operation of such a device are not shown for reasons of clarity. Because these components are not absolutely necessary for the description of the basic functionality of the cooling arrangement 10 as such and the interaction of the cooling arrangement 10 with the charging station 18 .
  • FIG. 5 also shows schematically that the motor vehicle 14 can have the at least one electric motor 90 which is supplied with electrical energy by the battery 12 .
  • the at least one electric motor 90 can cause the motor vehicle 14 to move or at least support such a movement.
  • Means for electrically connecting the battery 12 to the charging station 18 for the purpose of charging the battery 12 are not shown in detail in FIG. 5 for reasons of clarity.
  • the examples show how the cooling arrangement 10 can be used to provide external battery cooling using a closed system with the fluid-fluid heat exchanger 34 and the cooling device 20 with the two partial spaces 22, 28, for example in the form of respective cooling plates.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung (10) zum Kühlen einer Batterie eines Kraftfahrzeugs, mit einem ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis (24), welcher eine von einem Kühlmittel durchströmbare Kühleinrichtung (20) umfasst. Die Kühleinrichtung (20) ist dazu ausgebildet, im Betrieb der Batterie von der Batterie freigesetzte Wärme aufzunehmen. Die Kühlanordnung (10) umfasst einen zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis (30). Die Kühleinrichtung (20) weist einen ersten, von dem Kühlmittel durchströmbaren Teilraum (22) und einen zweiten, von einem weiteren Kühlmittel durchströmbaren Teilraum (28) auf. Der zweite Teilraum (28) der Kühleinrichtung (20) ist in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis (30) eingebunden, welcher einen von der Kühleinrichtung (20) verschiedenen Wärmeübertrager (34) aufweist. Der Wärmeübertrager (34) ist dazu ausgebildet, einem fahrzeugexternen Kühlmodul (16) Wärme zuzuführen, welche aufgrund eines Hindurchströmens des weiteren Kühlmittels durch den zweiten Teilraum (28) von dem weiteren Kühlmittel aufnehmbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Kühlanordnung (10) und ein Verfahren zum Betreiben der Kühlanordnung (10).

Description

Kühlanordnung zum Kühlen einer Batterie eines Kraftfahrzeugs, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Kühlanordnung
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung zum Kühlen einer Batterie eines Kraftfahrzeugs, mit einem ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis, welcher eine von einem Kühlmittel durchströmbare Kühleinrichtung umfasst. Die Kühleinrichtung ist dazu ausgebildet, im Betrieb der Batterie von der Batterie freigesetzte Wärme aufzunehmen. Des Weiteren umfasst die Kühlanordnung einen zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis.
Eine Batteriekühlanordnung mit zwei Kühlmittelkreisläufen ist beispielsweise in der DE 102020 100 428 A1 beschrieben. Einer der Kühlmittelkreisläufe ist als Kühlmittelkreislauf für einen elektrischen Antriebsstrang ausgebildet und enthält einen Batteriekühler. Der zweite Kühlmittelkreislauf ist als ein einer Klimaanlage zugeordneter Kühlmittelkreislauf ausgebildet. Des Weiteren umfasst die Batteriekühlanordnung einen Kältemittelkreislauf. Mittels eines 4/2-Wege-Kühlmittelventils können die beiden Kühlmittelkreisläufe miteinander gekoppelt oder voneinander getrennt werden.
Weitere Möglichkeiten zur Kühlung von Elektroaggregaten eines Fahrzeugs oder einer Fahrbatterie eines Fahrzeugs sind in der DE 102006 004 414 A1 und in der EP 1 264 715 A2 beschrieben.
Beim Laden der Batterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere beim Schnellladen der Batterie, wird vergleichsweise viel Wärme freigesetzt. Wenn ein fahrzeuginternes Kühlsystem dazu ausgelegt wird, auch die beim Laden und insbesondere beim Schnellladen anfallende Abwärme abzuführen, so ist ein derartiges Kühlsystem deutlich größer zu dimensionieren als dies im Hinblick auf den Kühlbedarf der Batterie der Fall ist, welchen die Batterie im Fährbetrieb des Kraftfahrzeugs aufweist. Ein derartiges, für den Fährbetrieb überdimensioniertes Kühlsystem ist jedoch im Hinblick auf den damit einhergehenden Aufwand, den Bauraumbedarf, die Kosten und das Gewicht nachteilig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühlanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine verbesserte Temperierung der Batterie ermöglicht, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Kühlanordnung und ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Kühlanordnung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch eine Kühlanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 , durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
Die erfindungsgemäße Kühlanordnung zum Kühlen einer Batterie eines Kraftfahrzeugs umfasst einen ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis, welcher eine von einem Kühlmittel durchströmbare Kühleinrichtung umfasst. Die Kühleinrichtung ist dazu ausgebildet, Wärme aufzunehmen, welche im Betrieb der Batterie von der Batterie freigesetzt wird. Die Kühlanordnung umfasst zudem einen zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis. Die Kühleinrichtung weist einen ersten, von dem Kühlmittel durchström baren Teilraum und einen zweiten, von einem weiteren Kühlmittel durchström baren Teilraum auf. Hierbei ist der zweite Teilraum der Kühleinrichtung in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis eingebunden. Der zweite fahrzeuginterne Kühlmittelkreis weist einen von der Kühleinrichtung verschiedenen Wärmeübertrager auf. Der Wärmeübertrager ist dazu ausgebildet, einem fahrzeugexternen Kühlmodul Wärme zuzuführen, welche aufgrund eines Hindurchströmens des weiteren Kühlmittels durch den zweiten Teilraum von dem weiteren Kühlmittel aufnehmbar ist. Wenn also im Betrieb der Kühlanordnung das weitere Kühlmittel durch den zweiten Teilraum der Kühleinrichtung hindurchströmt und hierbei von der Batterie abgegebene Wärme aufnimmt, so kann über den Wärmeübertrager diese Wärme dem fahrzeugexternen Kühlmodul zugeführt werden. Folglich kann die Kühlleistung des fahrzeugexternen Kühlmoduls zum Kühlen der Batterie genutzt werden. Auf diese Weise kann die etwa bei einem Laden der Batterie, insbesondere bei einem Schnellladen der Batterie, anfallende Abwärme sehr gut über den Wärmeübertrager abgeführt und dem fahrzeugexternen Kühlmodul zugeführt werden. Daher ist beispielsweise im Ladebetrieb der Batterie eine verbesserte Kühlung der Batterie und eine zügigere Aufladung der Batterie erreichbar.
Das Laden, insbesondere das Schnellladen, der Batterie wird vorzugsweise bei an einer Ladestation oder Ladesäule stehendem Kraftfahrzeug vorgenommen, wobei die Ladestation oder Ladesäule das fahrzeugexterne Kühlmodul aufweist, welches für eine entsprechende, fahrzeugexterne Kühlung der Batterie sorgen kann.
In vorteilhafter Weise ist es jedoch auch möglich, mittels der Kühlanordnung ein Heizen der Batterie zu bewirken. Dies kann etwa dann sinnvoll sein, wenn aufgrund einer geringen Temperatur die Ladekapazität der Batterie nicht vollständig ausgenutzt werden kann. In einem solchen Fall kann durch ein Vorwärmen oder Anwärmen der Batterie die nutzbare Ladekapazität der Batterie vergrößert werden. Insbesondere kann so ein Zeitpunkt, in welchem die volle Ladekapazität oder Ladeleistung der Batterie zur Verfügung steht, nach vorne verlegt werden. Dies kann insbesondere zur Folge haben, dass der Ladevorgang, bei welchem die volle Ladekapazität der Batterie erreicht oder ausgeschöpft werden soll, besonders rasch durchgeführt werden kann.
Über den Wärmeübertrager, welcher in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis eingebunden ist, kann demnach auch Wärme in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis eingebracht werden. Dies kann auch in einer Anwendung sinnvoll sein, bei welcher der zweite fahrzeuginterne Kühlmittelkreis zum Erwärmen oder Vorwärmen weiterer Einrichtungen des Kraftfahrzeugs genutzt werden soll.
Sollte nach einem anfänglichen Heizen der Batterie wiederum ein Kühlen aufgrund der aus den Ladeströmen resultierenden Abwärme in der Batterie vorteilhaft sein, so kann entsprechend ein Konditioniermodus oder Temperiermodus an der Ladestation (insbesondere automatisiert) angepasst werden.
Durch Koppeln des fahrzeugexternen Kühlmoduls mit dem Wärmeübertrager, kann also eine externe Kältequelle oder Wärmequelle genutzt werden, welche durch das fahrzeugexterne Kühlmodul bereitgestellt ist. Das fahrzeugexterne Kühlmodul kann daher auch als fahrzeugexternes Temperiermodul bezeichnet werden, und die Kühlanordnung ermöglicht eine verbesserte Temperierung der Batterie.
Der Wärmeübertrager ist in beiden Fällen, also beim Kühlen und beim Heizen der Batterie, extern versorgt. Denn durch Nutzung des Wärmeübertragers kann auf die Kühlleistung oder Temperierleistung des fahrzeugexternen Kühlmoduls oder Temperiermoduls zugegriffen werden. Dennoch sind die beiden fahrzeuginternen Kühlmittelkreise in sich geschlossen und fluidisch voneinander getrennt. Dadurch können selbst bei dem Temperieren, also bei dem Kühlen oder Erwärmen der Batterie mittels des fahrzeugexternen Kühlmoduls oder Temperiermoduls keine Verunreinigungen und/oder Luftblasen oder dergleichen in die fahrzeuginternen Kühlmittelkreise gelangen. Dies ist im Hinblick auf einen ungestörten Betrieb, insbesondere Kühlbetrieb zum Kühlen der Batterie, wenigstens eines der fahrzeuginternen Kühlmittelkreise vorteilhaft.
Die beiden, insbesondere als jeweilige Kühlplatten ausgebildeten, Teilräume der Kühleinrichtung sind vorzugsweise in wärmeleitendem Kontakt mit der Batterie. Auf diese Weise kann sehr gut die im Betrieb der Batterie, also beim Laden und/oder Entladen der Batterie, freigesetzte Wärme in das Kühlmittel eingebracht werden, welches durch den ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis strömt, und/oder in das weitere Kühlmittel eingebracht werden, welches durch den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis strömt. Für eine gute Wärmeübertragung innerhalb der Kühleinrichtung ist es vorteilhaft, wenn sowohl das Kühlmittel als auch das weitere Kühlmittel als jeweilige Kühlflüssigkeiten ausgebildet sind.
Das im Betrieb der Kühlanordnung durch den ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis geförderte Kühlmittel und/oder das durch den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis geförderte weitere Kühlmittel können der Batterie jeweils für sich aktiv Wärme entziehen oder gemeinsam aktiv Wärme entziehen. Insbesondere, wenn beide Kühlmittel für das Abführen von Wärme von der Batterie sorgen, ist ein sehr rasches und intensives Kühlen der Batterie erreichbar.
Wenn jedoch über den Wärmeübertrager keine Wärme an das fahrzeugexterne Kühlmodul abgegeben werden soll oder von dem Wärmeübertrager keine Wärme von fahrzeugextern aufgenommen werden soll, ist es ausreichend, lediglich den ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis zu betreiben. Folglich kann der erste fahrzeuginterne Kühlmittelkreis insbesondere in einem Fährbetrieb des die Batterie aufweisenden Kraftfahrzeugs in vorteilhafter Weise zum Kühlen der Batterie genutzt werden. Beide fahrzeuginternen Kühlmittelkreise gemeinsam können jedoch insbesondere genutzt werden, wenn das die Batterie aufweisende Kraftfahrzeug an der Ladestation oder Ladesäule steht, um die Batterie aufzuladen.
Es ist somit eine besonders große Flexibilität im Betrieb der Kühlanordnung gegeben, da ein Betrieb beider fahrzeuginterner Kühlmittelkreise bei an der Ladestation stehendem Kraftfahrzeug unabhängig ist vom einem Kühlbetrieb, welcher durchgeführt werden kann, während das Kraftfahrzeug fährt.
Vorzugsweise weist der Wärmeübertrager einen ersten Fluidraum auf, welcher von dem weiteren Kühlmittel durchströmbar ist. Hierbei weist der Wärmeübertrager einen zweiten Fluidraum auf, welcher von einem dem fahrzeugexternen Kühlmodul zuführbaren Kühlfluid durchströmbar ist. Bei dieser Ausgestaltung kann der zweite Fluidraum fluidisch mit dem fahrzeugexternen Kühlmodul gekoppelt werden, um besonders effizient Wärme aus dem weiteren Kühlmittel abzuführen oder Wärme in das weitere Kühlmittel einzubringen. Dies gilt insbesondere, wenn das weitere Kühlmittel und das dem fahrzeugexternen Kühlmodul zuführbare Kühlfluid als jeweilige Kühlflüssigkeiten ausgebildet sind.
Vorzugsweise ist der zweite Fluidraum des Wärmeübertragers in einen fahrzeuginternen Abschnitt eines Kühlkreises eingebunden. Hierbei weist der fahrzeuginterne Abschnitt des Kühlkreises einen Auslass und einen Einlass auf. Das Kühlfluid ist über den Auslass in das fahrzeugexterne Kühlmodul einbringbar, und das Kühlfluid ist über den Einlass in den fahrzeuginternen Abschnitt des Kühlkreises einbringbar beziehungsweise rückführbar. Bei dieser Ausgestaltung kann durch Koppeln des fahrzeugexternen Kühlmoduls mit dem Auslass und dem Einlass, also mit Komponenten des Kühlkreises, welche dem fahrzeuginternen Abschnitt des Kühlkreises zugehörig sind, die externe Kältequelle oder Wärmequelle sehr einfach genutzt werden, welche durch das fahrzeugexterne Kühlmodul bereitgestellt ist.
Dennoch können über den Auslass und den Einlass keine Verunreinigungen oder Luftblasen oder dergleichen in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis gelangen. Dies liegt daran, dass der fahrzeuginterne Abschnitt des Kühlkreises, in welchen vorzugsweise der zweite Fluidraum des Wärmeübertragers eingebunden ist, fluidisch von dem fahrzeuginternen zweiten Kühlmittelkreis getrennt ist.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass im Bereich des Auslasses und/oder des Einlasses jeweilige Verschlusseinrichtungen und/oder Filtereinrichtungen vorgesehen sind, mittels welchen ein unerwünschtes Eindringen von Verunreinigungen in den fahrzeuginternen Abschnitt des Kühlkreises auch dann unterbunden werden kann, wenn das fahrzeugexterne Kühlmodul von dem fahrzeuginternen Abschnitt des Kühlkreises abgekoppelt ist. Der Wärmeübertrager kann einen dritten Fluidraum umfassen, welcher in einen fahrzeuginternen Kältemittelkreis eingebunden ist. Hierbei ist der dritte Fluidraum als Verdampfer des Kältemittelkreises betreibbar. In diesem Fall ist der Wärmeübertrager als von drei Fluiden durchströmbare Komponente der Kühlanordnung ausgebildet, welcher daher auch als Tri-Fluid- Wärmeübertrager bezeichnet werden kann. Es kann nämlich der erste Fluidraum des Wärmeübertragers von dem weiteren Kühlmittel durchströmt werden, welches innerhalb des zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreises gefördert wird. Des Weiteren kann durch den zweiten Fluidraum des Wärmeübertragers das Kühlfluid strömen, welches dem fahrzeugexternen Kühlmodul zuführbar ist. Und durch den dritten Fluidraum des Wärmeübertragers kann das Kältemittel strömen, welches durch den fahrzeuginternen Kältemittelkreis der Kühlanordnung hindurch gefördert wird. Auf diese Weise ist ein Chiller in den Wärmeübertrager integriert, sodass eine sehr kompakte Ausgestaltung realisiert ist. Zudem kann durch das Vorsehen des als Verdampfer betreibbaren dritten Fluidraums in dem Wärmeübertrager mittels des Wärmeübertragers eine besonders intensive Wärmeabfuhr von der Batterie erreicht werden.
Vorzugsweise ist in dem ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis ein Chiller angeordnet, welcher einen ersten, von dem Kühlmittel durchström baren Teilbereich und einen zweiten, von einem Kältemittel durchström baren Teilbereich umfasst. Hierbei ist der zweite Teilbereich in einen fahrzeuginternen Kältemittelkreis der Kühlanordnung eingebunden und als Verdampfer des Kältemittelkreises betreibbar. Ein derartiger Chiller kann einerseits im Fährbetrieb des die Batterie aufweisenden Kraftfahrzeugs genutzt werden, um Wärme von der Batterie abzuführen, indem der erste Teilraum der Kühleinrichtung von dem Kühlmittel durchströmt wird. Des Weiteren kann der Chiller zum verstärkten Kühlen der Batterie genutzt werden, wenn das die Batterie aufweisende Kraftfahrzeug an der Ladestation steht, während über den Wärmeübertrager Wärme an das fahrzeugexterne Kühlmodul abgeführt wird. Zusätzlich oder alternativ kann in dem zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis ein Chiller angeordnet sein, welcher einen ersten, von dem weiteren Kühlmittel durchström baren Teilbereich und einen zweiten, von einem Kältemittel durchström baren Teilbereich umfasst. Hierbei ist der zweite Teilbereich in einen fahrzeuginternen Kältemittelkreis der Kühlanordnung eingebunden und als Verdampfer des Kältemittelkreises betreibbar. Der in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis eingebundene Chiller kann für ein besonders intensives Kühlen der Batterie sorgen, während über den Wärmeübertrager Wärme an das fahrzeugexterne Kühlmodul abgeführt wird. Dementsprechend können sowohl das fahrzeugexterne Kühlmodul als auch zugleich der Chiller für die Kühlung der Batterie sorgen und daher ein sehr starkes Kühlen der Batterie bewirken.
Wenn einerseits in den ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis und andererseits in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis ein jeweiliger Chiller angeordnet ist, können neben einem wahlweise vorgesehenen Betrieb nur eines der Chiller die Chiller des ersten sowie des zweiten Kühlmittelkreises auch gemeinsam aktiv sein und kühlend die beiden separat voneinander arbeitenden Kühlmittelkreise konditionieren.
Vorzugsweise ist in den ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis wenigstens ein von dem Kühlmittel durchström barer Kühler eingebunden, wobei der wenigstens eine Kühler mittels wenigstens eines Lüfters der Kühlanordnung mit einem Luftstrom beaufschlagbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis wenigstens ein von dem weiteren Kühlmittel durchström barer Kühler eingebunden sein, welcher mittels wenigstens eines Lüfters der Kühlanordnung mit einem Luftstrom beaufschlagbar ist. Ein derartiger Kühler kann sowohl während des Ladens der Batterie an einer stationären Ladestation als auch im Fährbetrieb des die Batterie aufweisenden Kraftfahrzeugs in vorteilhafter und einfacher Weise zum Abführen von Wärme aus dem Kühlmittel beziehungsweise dem weiteren Kühlmittel genutzt werden. Der wenigstens eine Kühler kann in Strömungsrichtung des Kühlmittels stromabwärts des ersten Teilraums der Kühleinrichtung angeordnet sein. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn in dem ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis zusätzlich ein Chiller stromabwärts des Kühlers angeordnet ist. Denn dann kann über den Kühler, sollten es die Umgebungsbedingungen erlauben, in einem ersten Schritt Wärme aus dem Kühlmittel abgeführt werden, und der Chiller kann für ein noch weiter gehendes Kühlen des Kühlmittels sorgen.
Zusätzlich oder alternativ kann der erste fahrzeuginterne Kühlmittelkreis eine Umgehungsleitung umfassen, über welche das von dem ersten Teilraum kommende Kühlmittel unter Umgehung des Kühlers förderbar ist, insbesondere hin zu einem Chiller förderbar ist, welcher in dem ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis angeordnet sei kann. Eine derartige Umgehungsleitung kann in sinnvoller Weise genutzt werden, um einen Druckverlust zu vermeiden, welcher in dem ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis infolge eines Hindurchströmens des Kühlmittels durch den Kühler auftreten würde.
Des Weiteren ist das Vorsehen einer solchen Umgehungsleitung insbesondere dann sinnvoll, wenn die Umgebungsluft, mit welcher der Kühler beaufschlagt werden kann, eine vergleichsweise hohe Temperatur aufweist. Denn wenn in einer solchen Situation die Umgehungsleitung genutzt wird, erfolgt an dem Kühler kein unerwünschter Eintrag von Wärme in das Kühlmittel beziehungsweise kommt es an dem Kühler nicht zu einem unerwünschten Verlust von Kälte.
Zusätzlich oder alternativ kann der wenigstens eine Kühler in Strömungsrichtung des weiteren Kühlmittels stromaufwärts des zweiten Teilraums der Kühleinrichtung angeordnet sein. Dadurch kann zusätzlich zu der mittels des Wärmeübertragers bewirkbaren Abfuhr von Wärme aus dem weiteren Kühlmittel mittels des Kühlers eine Verringerung der Temperatur des weiteren Kühlmittels bewirkt werden. Dies ist im Hinblick auf eine starke Kühlung der Batterie über den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis vorteilhaft.
Zusätzlich oder alternativ kann der zweite fahrzeuginterne Kühlmittelkreis eine Umgehungsleitung umfassen, über welche das von dem zweiten Teilraum kommende weitere Kühlmittel unter Umgehung des in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis eingebundenen Wärmeübertragers dem Kühler zuführbar ist. Wenn diese Umgehungsleitung oder Bypassleitung genutzt wird, entfällt der mit dem Hindurchströmen des weiteren Kühlmittels durch den Wärmeübertrager einhergehende Druckverlust. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der von dem weiteren Kühlmittel durchströmbare Kühler im Fährbetrieb des mit der Batterie ausgestatteten Kraftfahrzeugs zum Kühlen der Batterie genutzt werden soll.
Die Kühlanordnung kann wenigstens eine Benetzungseinrichtung umfassen, welche dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Kühler außenseitig mit einer Flüssigkeit zu beaufschlagen. Hierbei ist aufgrund des Beaufschlagens des Kühlers mit dem Luftstrom ein Verdunsten der Flüssigkeit bewirkbar. Durch das Vorsehen einer solchen Benetzungseinrichtung ist eine Leistungssteigerung des Kühlers erreichbar. Denn durch die Verdunstungskühlung ist eine besonders starke Abfuhr von Wärme aus dem Kühlmittel und/oder dem weiteren Kühlmittel erreichbar, welches den jeweiligen fahrzeuginternen Kühlmittelkreis durchströmt.
Vorzugsweise ist in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis ein erster, von dem weiteren Kühlmittel durchström barer Teilbereich eines Kältemittelkühlers eingebunden. Der Kühlmittelkühler umfasst einen zweiten, von einem Kältemittel durchström baren Teilbereich. Der zweite Teilbereich ist in einen fahrzeuginternen Kältemittelkreis der Kühlanordnung eingebunden und als indirekter Kondensator oder indirekter Gaskühler des Kältemittelkreises betreibbar.
Da in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis der Wärmeübertrager eingebunden ist, über welchen Wärme an das externe Kühlmodul abgeführt werden kann, kann bei dieser Ausgestaltung das externe Kühlmodul ebenso zum Kühlen des Kältemittels genutzt werden, welches den zweiten Teilbereich des Kältemittelkühlers durchströmt. Folglich braucht etwa dann, wenn das Kraftfahrzeug an der Ladestation steht, keine Luftkühlung des Kältemittels vorgenommen zu werden, wie sie dann stattfindet, wenn ein Kondensator oder Gaskühler des Kältemittelkreises als luftgekühlter Kondensator oder luftgekühlter Gaskühler ausgebildet ist. So kann auch bei stehendem Kraftfahrzeug eine effiziente Klimatisierung etwa eines Fahrgastraums des Kraftfahrzeugs vorgenommen werden. Dies ist vorteilhaft.
Es kann in dem fahrzeuginternen Kältemittelkreis der Kühlanordnung zusätzlich wenigstens ein weiterer Wärmeübertrager angeordnet sein, welcher zum Kühlen des Kältemittels genutzt werden kann. Ein derartiger Wärmeübertrager kann im Betrieb luftgekühlt sein und/oder im Betrieb mittels einer Kühlflüssigkeit oder dergleichen gekühlt werden.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine erfindungsgemäße Kühlanordnung und eine Batterie auf. Hierbei ist die Batterie zum Versorgen einer Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie ausgebildet. In dem Kraftfahrzeug kann die Kühlanordnung in vorteilhafter Weise zum Kühlen der Batterie genutzt werden.
Die Batterie kann insbesondere als Hochvoltbatterie oder Hochvoltspeicher ausgebildet sein, welche beziehungsweise welcher eine Nennspannung von mehr als 60 Volt und vorzugsweise von bis zu mehreren hundert Volt aufweist. Alternativ kann die Batterie als Niedervoltbatterie ausgebildet sein, welche eine geringere Nennspannung aufweist, etwa eine Nennspannung von 48 Volt oder auch weniger. Insbesondere bei einer als Hochvoltspeicher ausgebildeten Batterie tritt beim Laden, insbesondere beim Schnellladen, an einer Ladestation oder Ladesäule oder dergleichen eine vergleichsweise hohe Abwärme auf, welche mittels der Kühlanordnung auf besonders effiziente Art und Weise abgeführt werden kann. Vorzugsweise ist die elektrische Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs dazu ausgebildet, ein Fortbewegen des Kraftfahrzeugs zu bewirken oder zumindest zu unterstützen. Dementsprechend kann das Kraftfahrzeug insbesondere als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist der in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis eingebundene Wärmeübertrager mit einem fahrzeugexternen Abschnitt eines Kühlkreises fluidisch gekoppelt, wobei das fahrzeugexterne Kühlmodul in den fahrzeugexternen Abschnitt des Kühlkreises eingebunden ist. Dann lässt sich ein weiteres Kühlfluid durch den Kühlkreis und somit auch den Wärmeübertrager hindurch fördern. Auf diese Weise ist die Kühlleistung oder Temperierleistung des fahrzeugexternen Kühlmoduls zum Temperieren, also zum Kühlen oder Erwärmen der Batterie nutzbar.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Kühlanordnung wird eine Batterie eines Kraftfahrzeugs temperiert. Hierbei ist eine Kühleinrichtung eines ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreises der Kühlanordnung von einem Kühlmittel durchströmbar. Die Kühleinrichtung ist dazu ausgebildet, im Betrieb der Batterie von der Batterie freigesetzte Wärme aufzunehmen. Ein zweiter fahrzeuginterner Kühlmittelkreis der Kühlanordnung wird von einem weiteren Kühlmittel durchströmt. Die Kühleinrichtung weist einen ersten, von dem Kühlmittel durchström baren Teilraum und einen zweiten, von dem weiteren Kühlmittel durchströmten Teilraum auf. Der zweite Teilraum der Kühleinrichtung ist in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis eingebunden. Der zweite fahrzeuginterne Kühlmittelkreis weist zudem einen von der Kühleinrichtung verschiedenen Wärmeübertrager auf. Der Wärmeübertrager ist dazu ausgebildet, einem fahrzeugexternen Kühlmodul Wärme zuzuführen, welche aufgrund des Hindurchströmens des weiteren Kühlmittels durch den zweiten Teilraum von dem weiteren Kühlmittel aufnehmbar ist.
Dementsprechend kann über das weitere Kühlmittel unter Nutzung des Wärmeübertragers Wärme an das fahrzeugexterne Kühlmodul abgeführt werden. Es ist jedoch auch möglich, über das fahrzeugexterne Kühlmodul Wärme in das weitere Kühlmittel einzubringen. Dann wird das fahrzeugexterne Kühlmodul zum Heizen oder Erwärmen der Batterie genutzt. Bei dem Temperieren der Batterie, welches durch das Betreiben der Kühlanordnung erreicht wird, kann es sich somit um ein Kühlen der Batterie oder um ein Erwärmen der Batterie handeln.
Es kann vorgesehen sein, dass zusätzlich der erste Teilraum der Kühleinrichtung von dem Kühlmittel durchströmt wird, welches in dem ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis förderbar ist. Wenn beide Teilräume der Kühleinrichtung von dem Kühlmittel durchströmt werden, so ist eine besonders effiziente Kühlung der Batterie erreichbar.
Die für die erfindungsgemäße Kühlanordnung beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen gelten in analoger Weise für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug sowie für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.
Zu der Erfindung gehören demnach auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kühlanordnung oder des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus ausgestaltet.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden. Im Folgenden sind stark schematisierte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
Fig. 1 eine Kühlanordnung zum Kühlen einer Batterie eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Kühleinrichtung zum Kühlen der Batterie zwei Teilräume aufweist, welche in jeweilige, voneinander separate und fahrzeuginterne Kühlmittelkreise eingebunden sind;
Fig. 2 eine Variante der Kühlanordnung gemäß Fig. 1 , wobei in den jeweiligen fahrzeuginternen Kühlmittelkreisen jeweilige mit Luft beaufschlagbare Kühler angeordnet sind;
Fig. 3 eine weitere Variante der Kühlanordnung, bei welcher in jedem der beiden fahrzeuginternen Kühlmittelkreise ein Chiller angeordnet ist;
Fig. 4 eine weitere Variante der Kühlanordnung, bei welcher in einen der beiden fahrzeuginternen Kühlmittelkreise ein indirekter Kondensator integriert ist; und
Fig. 5 das die Batterie aufweisende Kraftfahrzeug sowie eine Ladestation, welche ein fahrzeugexternes Kühlmodul aufweist.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
In Fig. 1 ist stark schematisiert eine Kühlanordnung 10 dargestellt, welche zum Kühlen einer Batterie 12 eines Kraftfahrzeugs 14 (vergleiche Fig. 5) nutzbar ist. Die Kühlanordnung 10 ermöglicht die Nutzung eines fahrzeugexternen Kühlmoduls 16 zum Kühlen der Batterie 12.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, kann das fahrzeugexterne Kühlmodul 16 in eine ortsfeste Ladesäule oder Ladestation 18 integriert sein, welche zum Aufladen der Batterie 12 des Kraftfahrzeugs 14 genutzt wird. Insbesondere wenn das Kraftfahrzeug 14 an der Ladestation 18 steht und die Batterie 12 in einem Schnellladevorgang aufgeladen wird, wird von der Batterie 12 vergleichsweise viel Abwärme freigesetzt. Diese Abwärme kann durch Nutzung der Kühlanordnung 10 abgeführt werden.
In Fig. 1 ist die Batterie 12 des Kraftfahrzeugs 14 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt, jedoch eine Kühleinrichtung 20, mittels welcher von der Batterie 12 Wärme abgeführt werden kann. Gemäß Fig. 1 umfasst die Kühleinrichtung 20 einen ersten Teilraum 22, welcher beispielsweise als erste Kühlplatte ausgebildet sein kann, die mit der Batterie 12 in wärmeleitendem Kontakt ist. Der erste Teilraum 22 der Kühleinrichtung 20 ist in einen ersten, fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 24 eingebunden, durch welchen eine erste Pumpe 26 der Kühlanordnung 10 ein Kühlmittel fördern kann.
Die Kühleinrichtung 20 umfasst außerdem einen zweiten Teilraum 28, welcher ebenfalls beispielsweise als Kühlplatte ausgebildet sein kann, die mit der Batterie 12 in wärmeleitendem Kontakt steht. Vorzugsweise bilden die Batterie 12 und die Kühleinrichtung 20, welche vorliegend die beiden (insbesondere als jeweilige Kühlplatten ausgebildeten) Teilräume 22, 28 umfasst, ein Gesamtkonstrukt beziehungsweise einen Zusammenbau in Form einer Energiespeichereinrichtung, insbesondere in Form einer Hochvolt- Energiespeichereinrichtung. Die dem Abführen von Wärme von der Batterie 12 dienenden Teilräume 22, 28 der Kühleinrichtung 20 sind also vorzugsweise in diese Energiespeichereinrichtung integriert.
Der zweite Teilraum 28, welcher von dem ersten Teilraum 22 fluidisch getrennt ist, ist in einen zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 30 eingebunden. In dem zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 30 ist vorliegend eine weitere Pumpe 32 angeordnet, mittels welcher ein weiteres Kühlmittel durch den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 30 hindurch gefördert werden kann.
In den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 30 ist außerdem ein von der Kühleinrichtung 20 verschiedener Wärmeübertrager 34 eingebunden. Dieser Wärmeübertrager 34, welcher in dem Kraftfahrzeug 14 angeordnet ist, kann dazu genutzt werden, dem fahrzeugexternen Kühlmodul 16 Wärme zuzuführen. Diese Wärme kann von dem weiteren Kühlmittel aufgenommen werden, wenn das weitere Kühlmittel durch den zweiten Teilraum 28 der Kühleinrichtung 20 hindurchströmt.
In der Batterie 12 sind somit zwei separate Kühlstränge angeordnet, etwa indem die beiden Teilräume 22, 28 in die Batterie 12 integriert sind, wobei die beiden Teilräume 22, 28 insbesondere als jeweilige Kühlplatten ausgebildet sein können.
Mittels des Wärmeübertragers 34 kann das durch den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 30 strömende weitere Kühlmittel gekühlt werden. Zu diesem Zweck weist der Wärmeübertrager 34 vorliegend einen ersten Fluidraum 36 auf, welcher von dem weiteren Kühlmittel durchströmbar ist und welcher in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 30 eingebunden ist. Des Weiteren weist der Wärmeübertrager 34 einen zweiten Fluidraum 38 auf, welcher von einem dem fahrzeugexternen Kühlmodul 16 zuführbaren Kühlfluid durchströmt werden kann. In der in Fig. 5 schematisch gezeigten Situation ist das fahrzeugexterne Kühlmodul 16 hierfür fluidisch über die Schnittstellen in Form des Auslasses 44 und des Einlasses 46 mit dem Wärmeübertrager 34 gekoppelt (vergleiche Fig. 1 ). Der zweite Fluidraum 38 ist in einen fahrzeuginternen Abschnitt 40 eines Kühlkreises 42 eingebunden. Der fahrzeuginterne Abschnitt 40 des Kühlkreises 42 umfasst einen Auslass 44 und einen Einlass 46 (vergleiche Fig. 5). Der Auslass 44 und der Einlass 46 können insbesondere im Bereich einer Außenhaut 48 des Kraftfahrzeugs 14 angeordnet sein, wobei die Außenhaut 48 des Kraftfahrzeugs 14 in Fig. 1 lediglich ausschnittsweise und stark schematisiert dargestellt ist. Der Auslass 44 und der Einlass 46 sind auch bei den in Fig. 2 bis Fig. 4 gezeigten Varianten der Kühlanordnung 10 vorhanden, dort aber nicht explizit dargestellt.
Beispielsweise können an den Auslass 44 und den Einlass 46 jeweilige Leitungen angeschlossen werden, um das fahrzeugexterne Kühlmodul 16 fluidisch mit dem zweiten Fluidraum 38 des Wärmeübertragers 34 zu verbinden. In diesem Zustand, welcher schematisch in Fig. 5 veranschaulicht ist, kann eine aktive Kühlung der Batterie 12 mittels des fahrzeugexternen Kühlmoduls 16 vorgenommen werden.
Der Einlass 46 und der Auslass 44 können in einer Variante der Kühlanordnung 10 als ein gemeinsamer Steckverbinder mit fluidisch getrennten Schnittstellen ausgeführt sein. Bevorzugt sind die Anschlüsse und damit der Eintritt oder Einlass 46 und der Austritt oder Auslass 44 so gewählt, dass die Fluidströme des externen Kühlkreises 42 und des zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreises 30 entgegengesetzt durch den Wärmeübertrager 34 strömen, sodass ein Gegenstromverfahren zur Anwendung kommt.
Zusätzlich kann dann, wenn das Kraftfahrzeug 14 an der Ladesäule oder Ladestation 18 steht, mittels eines Chillers 50 eine Kühlung der Batterie 12 bewirkt werden, welcher in Fig. 1 schematisch gezeigt ist. Der Chiller 50 ist hierbei in dem ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 24 angeordnet und umfasst einen ersten, von dem Kühlmittel durchström baren Teilbereich 52. Das Kühlmittel wird mittels der ersten Pumpe 26 durch diesen ersten Teilbereich 52 des Chillers 50 hindurch gefördert. Des Weiteren umfasst der Chiller 50 einen zweiten, von einem Kältemittel durchström baren Teilbereich 54. Der zweite Teilbereich 54 ist in einen fahrzeuginternen Kältemittelkreis 56 der Kühlanordnung 10 eingebunden und als ein Verdampfer des Kältemittelkreises 56 betreibbar. Übliche Komponenten 58 des Kältemittelkreises 56 wie beispielsweise ein Verdichter, ein dem Verdichter nachgeschalteter Kondensator oder Gaskühler sowie ein dem Verdampfer in Form des zweiten Teilbereichs 54 vorgeschaltetes Expansionsorgan sind in Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt.
Der Chiller 50 kann beispielsweise dann zusätzlich zu dem fahrzeugexternen Kühlmodul 16 genutzt werden, wenn das Kraftfahrzeug 14 an der Ladestation 18 steht und die Batterie 12 des Kraftfahrzeugs 14 geladen wird. Jedoch kann der Chiller 50 auch im Fährbetrieb des Kraftfahrzeugs 14 eine aktive Batteriekühlung sicherstellen.
Auch in einem fahrzeugexternen Abschnitt 60 (siehe Fig. 5) des Kühlkreises 42 können wenigstens ein Chiller und/oder wenigstens ein mittels eines Luftstroms kühlbarer Kühler angeordnet sein. Derartige Wärmeübertrager sind in Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gesondert dargestellt, sind jedoch bevorzugt als in die externe, die Temperiereinrichtung in Form des Kühlmoduls 16 aufweisende Ladestation 18 integrierte Komponenten ausgebildet.
Vorliegend ist über den Wärmeübertrager 34 eine Kopplung des in sich geschlossenen und von dem ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 24 separaten zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreises 30 an das externe Kühlmodul 16 realisiert.
Die Schnittstellen zur Umgebung des Kraftfahrzeugs 14 vorliegend in Form des Auslasses 44 und des Einlasses 46 sind vorzugsweise verschließbar ausgestaltet, um ein Eindringen von Verunreinigungen in den fahrzeuginternen Abschnitt 40 des Kühlkreises 42 zu vermeiden, wenn das fahrzeugexterne Kühlmodul 16 nicht wie in Fig. 5 gezeigt fluidisch mit dem fahrzeuginternen Abschnitt 40 des Kühlkreises 42 gekoppelt ist. Nicht skizzierte und näher beschriebene (vorzugsweise leicht zu reinigende und/oder austauschbare) Filtereinrichtungen an den Schnittstellen in Form des Einlasses 44 und des Auslasses 46 können zusätzlich zu einer Reinhaltung des fahrzeuginternen Abschnitts 40 des Kühlkreises 42 beitragen.
In Fig. 2 ist eine Variante der Kühlanordnung 10 gezeigt, wobei lediglich auf Komponenten der Kühlanordnung 10 eingegangen werden soll, welche nicht bereits mit Bezug auf Fig. 1 erläutert worden sind.
So kann in den ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 24 wenigstens ein von dem Kühlmittel durchström barer Kühler 62 eingebunden sein. Der Kühler 62 kann mittels eines Lüfters 64 der Kühlanordnung 10 mit einem Luftstrom beaufschlagt werden. Der insbesondere als Niedertemperaturkühler ausgebildete Kühler 62 kann seriell oder parallel etwa zu dem Chiller 50 in dem ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 24 verbaut sein. Beispielsweise kann der Kühler 62 in Strömungsrichtung des Kühlmittels stromabwärts des ersten Teilraums 22 der Kühleinrichtung 20 und stromaufwärts des Chillers 50 angeordnet sein.
Des Weiteren kann der erste fahrzeuginterne Kühlmittelkreis 24 eine Umgehungsleitung 66 umfassen, mittels welcher der Kühler 62 umgangen werden kann. Die Umgehungsleitung 66 beziehungsweise ein solcher Bypass kann insbesondere dann genutzt werden, wenn das Beaufschlagen des Kühlers 62 mit Luft, insbesondere Umgebungsluft, zu einem unerwünschten Eintrag von Wärme in das Kühlmittel führen würde, welches mittels der ersten Pumpe 26 durch den ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 24 gefördert wird.
Gemäß Fig. 2 kann zusätzlich oder alternativ in dem zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 30 wenigstens ein Kühler 68 angeordnet sein, welcher mittels eines weiteren Lüfters 70 mit Luft beaufschlagbar ist. Durch diesen Kühler 68 fördert somit die weitere oder zweite Pumpe 32 das weitere Kühlmittel, wenn dies zur Kühlung der Batterie 12 vorteilhaft ist. Bei einer weiteren vorteilhaften Variante der Kühlanordnung 10 kann vorgesehen sein, dass der Kühler 68 und der Kühler 62 so positioniert sind, dass sie beide von einem einzigen, gemeinsamen Lüfter etwa in Form des Lüfters 64 oder in Form des Lüfters 70 gemeinsam mit Luft beaufschlagt werden können.
Auch der zweite fahrzeuginterne Kühlmittelkreis 30 kann eine Umgehungsleitung 72 oder Bypassleitung umfassen, über welche das von dem zweiten Teilraum 28 der Kühleinrichtung 20 kommende weitere Kühlmittel unter Umgehung des Wärmeübertragers 34 dem Kühler 68 zugeführt werden kann. Wenn die Umgehungsleitung 72 genutzt wird und somit der erste Fluidraum 36 des Wärmeübertragers 34 nicht von dem weiteren Kühlmittel durchströmt wird, so kann mittels des in dem zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 30 zirkulierenden weiteren Kühlmittels auch im Fährbetrieb des die Batterie 12 aufweisenden Kraftfahrzeugs 14 eine Kühlung der Batterie 12 erreicht werden.
Wenn die Umgehungsleitung 66 und/oder die Umgehungsleitung 72 nicht vorhanden sind, jedoch bei einem Durchströmen des jeweiligen Kühlers 62, 68 kein Wärmeeintrag gewünscht wird, so kann der dem jeweiligen Kühler 62, 68 zugeordnete Lüfter 64, 70 deaktiviert werden, sodass der Lüfter 64, 70 keinen Luftstrom fördert. Zusätzlich oder alternativ kann der jeweilige Kühler 62, 68 mit einer (nicht gezeigten) Kühlerjalousie versehen sein. Wenn eine solche Kühlerjalousie in eine Schließstellung gebracht ist, dann ist der jeweilige Kühler 62, 68 vor einer Beaufschlagung mit Luft geschützt, selbst wenn der dem jeweiligen Kühler 62, 68 zugeordnete Lüfter 64, 70 einen Luftstrom fördern sollte.
In Varianten der Kühlanordnung 10, bei welchen die fahrzeuginternen Kühlmittelkreise 24 und/oder 30 die mindestens eine Umgehungsleitung 66 und/oder 72 aufweisen, sind bevorzugt in vorteilhafter Weise zur Sicherstellung einer optimalen kühlmittelseitigen Durchströmung der in den Kühlmittelkreisen 24, 30 integrierten Bauteile nicht näher dargestellte Ventilorgane wie Absperrventile und/oder Umschaltventile und/oder Mischventile und/oder Mehrwegeventile vorgesehen.
In Fig. 3 ist eine weitere Variante der Kühlanordnung 10 gezeigt, wobei lediglich auf Unterschiede zu der in Fig. 1 oder Fig. 2 gezeigten Kühlanordnung 10 eingegangen werden soll.
Beispielsweise kann der Kühler 68 mittels einer in Fig. 3 lediglich schematisch gezeigten Benetzungseinrichtung 74 mit einer Flüssigkeit, beispielsweise mit Wasser, beaufschlagt werden, um eine Kühlwirkung des Kühlers 68 durch Verdunstungskühlung zu erhöhen. In analoger Weise kann auch dem in Fig. 2 gezeigten Kühler 62, welcher in dem ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 24 angeordnet ist, eine solche Benetzungseinrichtung zugeordnet sein.
Des Weiteren ist bei der in Fig. 3 gezeigten Variante der Kühlanordnung 10 nicht nur der Chiller 50 vorgesehen, welcher das durch den ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 24 strömende Kühlmittel kühlen kann. Vielmehr ist auch in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 30 ein Chiller 76 eingebunden. Dieser zweite Chiller 76 umfasst einen ersten Teilbereich 78, welcher von dem weiteren Kühlmittel durchströmbar ist, also von demjenigen Kühlmittel, welches die weitere oder zweite Pumpe 32 durch den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 30 fördert.
Des Weiteren umfasst der zweite Chiller 76 einen zweiten Teilbereich 80, welcher von dem Kältemittel durchströmbar ist, das in dem fahrzeuginternen Kältemittelkreis 56 der Kühlanordnung 10 mittels wenigstens eines (nicht gezeigten) Verdichters gefördert wird. Der zweite Teilbereich 80 ist also in den fahrzeuginternen Kältemittelkreis 56 eingebunden und als Verdampfer des Kältemittelkreises 56 betreibbar. Die beiden Chiller 50, 76 können in dem Kältemittelkreis 56 seriell durchströmbar oder parallel durchströmbar angeordnet sein.
In Fig. 3 ist schematisch und in einer Detaildarstellung eine Variante der Kühlanordnung 10 veranschaulicht, bei welcher der zweite Teilbereich 80 oder zweite Fluidraum des Chillers 76 in den Wärmeübertrager 34 integriert ist. Dann ist der Wärmeübertrager 34 als Tri-Fluid-Wärmeübertrager ausgebildet, welcher den ersten Fluidraum 36, den zweiten Fluidraum 38 und den von dem Kältemittel durchström baren Teilbereich 80 als dritten Fluidraum aufweist. Bei dieser besonders kompakten Variante kann quasi durch den ersten Fluidraum 36 der in Fig. 3 gezeigte erste Teilbereich 78 des Chillers 76 gebildet sein. Insbesondere kann hierbei der erste Fluidraum 36 zwischen dem zweiten Fluidraum 38 und dem von dem Kältemittel durchströmbaren Teilbereich 80 angeordnet sein.
Die Anordnung und Abfolge der drei Fluidräume kann jedoch auch verschiedenartig ausgeführt sein und kann für den entsprechenden Anwendungsfalls vorteilhaft gewählt werden. Wie in Fig. 3 beispielhaft gezeigt kann demnach der erste Fluidraum 36 zwischen dem zweiten Fluidraum 38 und dem Teilbereich 80 angeordnet sein, oder es kann der Teilbereich 80 zwischen den beiden Fluidräumen 36, 38 angeordnet sein. Des Weiteren ist es möglich, den zweiten Fluidraum 38 zwischen dem ersten Fluidraum 36 und dem Teilbereich 80 anzuordnen.
Durch Betreiben des zweiten Chillers 76 kann insbesondere dann, wenn mittels des fahrzeugexternen Kühlmoduls 16 Wärme von der Batterie 12 des Kraftfahrzeugs 14 abgeführt wird, eine besonders starke zusätzliche Kühlung des weiteren Kühlmittels erreicht werden, welches die Pumpe 32 durch den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 30 fördert. Der zweite Chiller 76 kann jedoch auch in einem Fährbetrieb des die Batterie 12 aufweisenden Kraftfahrzeugs 14 zum Kühlen der Batterie 12 genutzt werden.
In Fig. 4 ist eine weitere Variante der Kühlanordnung 10 schematisch gezeigt. Auch hier soll jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich auf Unterschiede zu der in Fig. 1 gezeigten Kühlanordnung 10 eingegangen werden.
Dementsprechend ist in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 30 ein von dem weiteren Kühlmittel durchströmbarer Teilbereich 84 eines Kältemittelkühlers 82 eingebunden. Der Kältemittelkühler 82 umfasst einen zweiten Teilbereich 86, welcher in den fahrzeuginternen Kältemittelkreis 56 eingebunden ist. Der zweite Teilbereich 86 des Kältemittelkühlers 82 kann als indirekter Kondensator oder indirekter Gaskühler des Kältemittelkreises 56 betrieben werden.
Entsprechend kühlt das fahrzeugexterne Kühlmodul 16 nicht nur unter Nutzung des Wärmeübertragers 34 das weitere Kühlmittel zum Zwecke der Kühlung der Batterie 12. Vielmehr wird das mittels des externen Kühlmoduls 16 gekühlte weitere Kühlmittel auch genutzt, um das durch den zweiten Teilbereich 86 des Kältemittelkühlers 82 strömende Kältemittel zu kühlen, welches innerhalb des Kältemittelkreises 56 der Kühlanordnung 10 zirkuliert. Auf diese Weise kann während des Ladevorgangs eine leistungsfähige und permanente Klimatisierung oder Erhaltungsklimatisierung des Fahrgastraums oder Fahrzeuginnenraums des Kraftfahrzeugs 14 sichergestellt werden.
Mittels des weiteren Kühlmittels, welches durch den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 30 hindurch gefördert wird, können in einer zusätzlichen Ausbaustufe oder Variante optional auch weitere Komponenten 88 des Kraftfahrzeugs 14 gekühlt werden, welche in Fig. 4 lediglich schematisch dargestellt sind. Beispielsweise können mittels des weiteren Kühlmittels im Betrieb Wärme freisetzende Komponenten 88 wie etwa eine elektrische Komponente, beispielsweise eine (nicht skizzierte) Leistungselektronik und/oder ein Ladegerät und/oder eine elektrische Antriebseinrichtung etwa in Form wenigstens eines Elektromotors 90 des Kraftfahrzeugs 14 (vergleiche Fig. 5) gekühlt werden.
Der zweite fahrzeuginterne Kühlmittelkreis 30 kann gemäß Fig. 4 wenigstens eine Umgehungsleitung 92 aufweisen, mittels welcher der erste Teilbereich 84 des Kältemittelkühlers 82 und/oder die weiteren Komponenten 88 umgangen werden können.
Wenn der Kältemittelkühler 82 in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 30 integriert ist, kann in dem zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 30 zusätzlich wenigstens ein (in Fig. 4 nicht gezeigter) Kühler angeordnet sein, welcher zum Zwecke des Kühlens mittels eines (ebenfalls nicht gezeigten) Lüfters mit Luft beaufschlagt werden kann.
Von Vorteil ist bei dem Vorsehen der beiden in sich geschlossenen fahrzeuginternen Kühlmittelkreise 24, 30 insbesondere, dass auch dann, wenn das fahrzeugexterne Kühlmodul 16 zum Kühlen genutzt wird, kein Eintrag von Kühlmittel in einen der beiden Kühlmittelkreise 24, 30 von außerhalb des Kraftfahrzeugs 14 erfolgt. Dementsprechend hat auch ein Abkoppeln des Wärmeübertragers 34 von dem fahrzeugexternen Kühlmodul 16 und eine hierbei gegebenenfalls vorzusehende Entlüftung des Kühlkreises 42 keinen Einfluss auf die beiden fahrzeuginternen Kühlmittelkreise 24, 30.
Aufgrund der vorstehend beschriebenen Anordnungen von Wärmeübertragern wie etwa des wenigstens einen Kühlers 62, 68 und/oder des wenigstens einen Chillers 50, 76 in der jeweiligen Kühlanordnung 10 können für eine Vielzahl von Betriebspunkten der Kühlanordnung 10 vorteilhafte beziehungsweise thermodynamisch günstige Ausgestaltungen erreicht werden.
In den vorstehend erläuterten Varianten der Kühlanordnung 10 verwendbare Ventile etwa in Form von Absperrventilen, Umschaltventilen, Mischventilen oder dergleichen zur Sicherstellung einer gewünschten Fließrichtung des Kühlmittels durch den ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 24 und/oder des weiteren Kühlmittels durch den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis 30 sind in den Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt. Derartige Ventile sind vorzugsweise vorgesehen, wenn es in den einzelnen Fluidkreisen oder Kühlmittelkreisen 24, 30 der Kühlanordnung 10 zu Abzweigungen und/oder einer Berücksichtigung von Umgehungsleitungen kommt. Demnach sind solche Ventile bevorzugt vorgesehen, wenn dem Fluidstrom oder Kühlmittelstrom die Option auf einen alternativen Strömungsweg eröffnet wird und ein solcher Strömungsweg nicht alternativ unterbunden werden kann. In Fig. 5 ist schematisch eine Situation gezeigt, in welcher das Kraftfahrzeug 14 an der Ladestation 18 steht, wobei entsprechende Anschlussleitungen, welche dem fahrzeugexternen Abschnitt 60 des Kühlkreises 42 (vergleiche Fig. 1 ) zugehörig sind, mit dem Auslass 44 einerseits und mit dem Einlass 46 andererseits gekoppelt sind.
In dem fahrzeugexternen Abschnitt 60 des Kühlkreises 42 ist vorzugsweise eine (nicht gezeigte) Pumpe vorgesehen, mittels welcher das Kühlfluid oder Kühlmedium durch den Kühlkreis 42 förderbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann in dem fahrzeuginternen Abschnitt 40 des Kühlkreises 42 eine (nicht gezeigte) Pumpe angeordnet sein, um über den Auslass 44 das Kühlfluid dem fahrzeugexternen Kühlmodul 16 zuzuführen beziehungsweise über den Einlass 46 das Kühlfluid in den fahrzeuginternen Abschnitt 40 des Kühlkreises 42 einzubringen oder rückzuführen.
Auf die Darstellung von Sensorik und/oder Sensorelementen, von Steuergeräten und/oder Kommunikationsschnittstellen und dergleichen zum Informationsaustausch zwischen dem Kraftfahrzeug 14 und der die Temperiereinrichtung aufweisenden Ladestation 18 und von sonstigen zum ordnungsgemäßen Betrieb einer solchen Einrichtung vorzugsweise vorgesehenen Komponenten wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Denn diese Komponenten sind für die Beschreibung der grundsätzlichen Funktionalität der Kühlanordnung 10 als solcher und des Zusammenwirkens der Kühlanordnung 10 mit der Ladestation 18 nicht zwingend erforderlich.
In Fig. 5 ist des Weiteren schematisch gezeigt, dass das Kraftfahrzeug 14 den wenigstens einen Elektromotor 90 aufweisen kann, welcher von der Batterie 12 mit elektrischer Energie versorgt wird. Der wenigstens eine Elektromotor 90 kann ein Fortbewegen des Kraftfahrzeugs 14 bewirken oder ein solches Fortbewegen zumindest unterstützen. Mittel für das elektrische Anschließen der Batterie 12 an die Ladestation 18 zum Zwecke des Ladens der Batterie 12 sind in Fig. 5 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt. Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Kühlanordnung 10 eine externe Batteriekühlung unter Nutzung eines geschlossenen Systems mit dem Fluid- Fluid-Wärmeübertrager 34 und der Kühleinrichtung 20 mit den beiden Teilräumen 22, 28 etwa in Form jeweiliger Kühlplatten bereitgestellt werden kann.

Claims

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PATENTANSPRÜCHE: Kühlanordnung zum Kühlen einer Batterie (12) eines Kraftfahrzeugs (14), mit einem ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis (24), welcher eine von einem Kühlmittel durchströmbare Kühleinrichtung (20) umfasst, wobei die Kühleinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, im Betrieb der Batterie (12) von der Batterie (12) freigesetzte Wärme aufzunehmen, und mit einem zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis (30), dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (20) einen ersten, von dem Kühlmittel durchströmbaren Teilraum (22) und einen zweiten, von einem weiteren Kühlmittel durchströmbaren Teilraum (28) aufweist, wobei der zweite Teilraum (28) der Kühleinrichtung (20) in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis (30) eingebunden ist, welcher einen von der Kühleinrichtung (20) verschiedenen Wärmeübertrager (34) aufweist, und wobei der Wärmeübertrager (34) dazu ausgebildet ist, einem fahrzeugexternen Kühlmodul (16) Wärme zuzuführen, welche aufgrund eines Hindurchströmens des weiteren Kühlmittels durch den zweiten Teilraum (28) von dem weiteren Kühlmittel aufnehmbar ist. Kühlanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (34) einen ersten Fluidraum (36) aufweist, welcher von dem weiteren Kühlmittel durchströmbar ist, und einen zweiten Fluidraum (38) aufweist, welcher von einem dem fahrzeugexternen Kühlmodul (16) zuführbaren Kühlfluid durchströmbar ist. Kühlanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Fluidraum (38) des Wärmeübertragers (34) in einen fahrzeuginternen Abschnitt (40) eines Kühlkreises (42) eingebunden ist, welcher einen Auslass (44) und einen Einlass (46) aufweist, wobei das Kühlfluid über den Auslass (44) in das fahrzeugexterne Kühlmodul (16) einbringbar ist, und wobei das Kühlfluid über den Einlass (46) in den fahrzeuginternen Abschnitt (40) des Kühlkreises (42) einbringbar ist. Kühlanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (34) einen dritten Fluidraum umfasst, welcher in einen fahrzeuginternen Kältemittelkreis (56) eingebunden ist, wobei der dritte Fluidraum als Verdampfer des Kältemittelkreises (56) betreibbar ist. Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis (24) ein Chiller (50) angeordnet ist, welcher einen ersten, von dem Kühlmittel durchström baren Teilbereich (52) und einen zweiten, von einem Kältemittel durchström baren Teilbereich (54) umfasst, wobei der zweite Teilbereich (54) in einen fahrzeuginternen Kältemittelkreis (56) der Kühlanordnung (10) eingebunden und als Verdampfer des Kältemittelkreises (56) betreibbar ist, und/oder in dem zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis (30) ein Chiller (76) angeordnet ist, welcher einen ersten, von dem weiteren Kühlmittel durchströmbaren Teilbereich (78) und einen zweiten, von einem Kältemittel durchström baren Teilbereich (80) umfasst, wobei der zweite Teilbereich (80) in einen fahrzeuginternen Kältemittelkreis (56) der Kühlanordnung (10) eingebunden und als Verdampfer des Kältemittelkreises (56) betreibbar ist. Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis (24) wenigstens ein von dem Kühlmittel durchströmbarer Kühler (62) eingebunden und/oder in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis (30) wenigstens ein von dem weiteren Kühlmittel durchström barer Kühler (68) eingebunden ist, wobei der wenigstens eine Kühler (62, 68) mittels wenigstens eines Lüfters (64, 70) der Kühlanordnung (10) mit einem Luftstrom beaufschlagbar ist. Kühlanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kühler (62) in Strömungsrichtung des Kühlmittels stromabwärts des ersten Teilraums (22) angeordnet ist und/oder der erste fahrzeuginterne Kühlmittelkreis (24) eine Umgehungsleitung (66) umfasst, über welche das von dem ersten Teilraum (22) kommende Kühlmittel unter Umgehung des Kühlers (62) förderbar ist und/oder der wenigstens eine Kühler (68) in Strömungsrichtung des weiteren Kühlmittels stromaufwärts des zweiten Teilraums (28) angeordnet ist und/oder der zweite fahrzeuginterne Kühlmittelkreis (30) eine Umgehungsleitung (72) umfasst, über welche das von dem zweiten Teilraum (28) kommende weitere Kühlmittel unter Umgehung des in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis (30) eingebundenen Wärmeübertragers (34) dem Kühler (68) zuführbar ist und/oder die Kühlanordnung wenigstens eine Benetzungseinrichtung (74) umfasst, welche dazu ausgebildet ist, den wenigstens einen Kühler (62, 68) außenseitig mit einer Flüssigkeit zu beaufschlagen, wobei aufgrund des Beaufschlagens des Kühlers (62, 68) mit dem Luftstrom ein Verdunsten der Flüssigkeit bewirkbar ist. Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis (30) ein erster, von dem weiteren Kühlmittel durchström barer Teilbereich (84) eines Kältemittelkühlers (82) eingebunden ist, wobei der Kältemittelkühler (82) einen zweiten, von einem Kältemittel durchström baren Teilbereich (86) umfasst, und wobei der zweite Teilbereich (86) in einen fahrzeuginternen Kältemittelkreis (56) der Kühlanordnung (10) eingebunden und als indirekter Kondensator oder indirekter Gaskühler des Kältemittelkreises (56) betreibbar ist. Kraftfahrzeug mit einer Kühlanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einer Batterie (12), wobei die Batterie (12) zum Versorgen einer Antriebseinrichtung (90) des Kraftfahrzeugs (14) mit elektrischer Energie ausgebildet ist, und wobei die Antriebseinrichtung (90) dazu ausgebildet ist, ein Fortbewegen des Kraftfahrzeugs (14) zu bewirken oder zumindest zu unterstützen. Verfahren zum Betreiben einer Kühlanordnung (10), bei welchem eine Batterie (12) eines Kraftfahrzeugs (14) temperiert wird, wobei eine Kühleinrichtung (20) eines ersten fahrzeuginternen Kühlmittelkreises (24) der Kühlanordnung (10) von einem Kühlmittel durchströmbar ist, und wobei die Kühleinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, im Betrieb der Batterie (12) von der Batterie (12) freigesetzte Wärme aufzunehmen, und bei welchem ein zweiter fahrzeuginterner Kühlmittelkreis (30) der Kühlanordnung (10) von einem weiteren Kühlmittel durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (20) einen ersten, von dem Kühlmittel durchström baren Teilraum (22) und einen zweiten, von dem weiteren Kühlmittel durchströmten Teilraum (28) aufweist, wobei der zweite Teilraum (28) der Kühleinrichtung (20) in den zweiten fahrzeuginternen Kühlmittelkreis (30) eingebunden ist, welcher einen von der Kühleinrichtung (20) verschiedenen Wärmeübertrager (34) aufweist, und wobei der Wärmeübertrager (34) dazu ausgebildet ist, einem fahrzeugexternen Kühlmodul (16) Wärme zuzuführen, welche aufgrund des Hindurchströmens des weiteren Kühlmittels durch den zweiten Teilraum (28) von dem weiteren Kühlmittel aufnehmbar ist.
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