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DE102024116307A1 - Verfahren zum Kühlen einer Batterie eines batterieelektrischen Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren zum Kühlen einer Batterie eines batterieelektrischen Fahrzeugs

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Publication number
DE102024116307A1
DE102024116307A1 DE102024116307.0A DE102024116307A DE102024116307A1 DE 102024116307 A1 DE102024116307 A1 DE 102024116307A1 DE 102024116307 A DE102024116307 A DE 102024116307A DE 102024116307 A1 DE102024116307 A1 DE 102024116307A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery
circuit
heat exchanger
cooling
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024116307.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Gunther HENTSCHEL
Thomas Strauss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
Priority to DE102024116307.0A priority Critical patent/DE102024116307A1/de
Publication of DE102024116307A1 publication Critical patent/DE102024116307A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (4) zum Kühlen einer Batterie (3) eines batterieelektrischen Fahrzeugs (1) während eines Ladevorgangs mittels einer Kühlungsanordnung (2). Die Erfindung betrifft auch die Kühlungsanordnung (2) zum Ausführen des Verfahrens (4), das Fahrzeug mit der Kühlungsanordnung (2) und eine Ladeeinrichtung zum Laden der Batterie (3) des Fahrzeugs (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen einer Batterie eines batterieelektrischen Fahrzeugs während eines Ladevorgangs mittels einer Kühlungsanordnung. Die Erfindung betrifft auch eine Kühlungsanordnung zum Ausführen des Verfahrens, ein Fahrzeug mit der Kühlungsanordnung und eine Ladeeinrichtung zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugs.
  • Um eine irreversible Schädigung einer Batterie eines batterieelektrischen Fahrzeugs zu verhindern, wird die Batterie in einem bestimmten Temperaturfenster betrieben. Üblicherweise wird die Abwärme der Batterie über ein Thermomanagement-System des Fahrzeuges abgeführt. Während eines Ladevorgangs der Batterie, insbesondere beim Schnellladen der Batterie und/oder beim Schnellladen der Batterie bei hohen Umgebungstemperaturen, kann zudem ein Kältekreislauf des Fahrzeugs zum Kühlen der Batterie unterstützend verwendet werden. Nachteiligerweise ist die Kühlleistung des in dem Fahrzeug installierten Thermomanagement-Systems und des Kältekreislaufs limitiert und beim Schnellladen der Batterie zum Kühlen der Batterie üblicherweise nicht ausreichend. Folglich muss die Ladeleistung während des Ladevorgangs reduziert werden. Dadurch wird nachteiligerweise der Ladevorgang entsprechend verlängert.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein Verfahren zum Kühlen einer Batterie eines Fahrzeugs der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden. Die Aufgabe der Erfindung ist es auch, eine entsprechende Kühlungsanordnung zum Kühlen der Batterie des Fahrzeugs, das Fahrzeug mit der Kühlungsanordnung und eine Ladeeinrichtung zum Laden der Batterie des Fahrzeugs bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, eine Verdunstungskühlung in Kombination mit einem großflächigen Wärmeübertrager zu nutzen und dadurch eine zusätzliche Kühlleistung zum Kühlen der Batterie während eines Ladevorgangs der Batterie des Fahrzeugs bereitzustellen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Kühlen einer Batterie eines batterieelektrischen Fahrzeugs während eines Ladevorgangs mittels einer Kühlungsanordnung vorgesehen bzw. ausgelegt. Die Kühlungsanordnung weist dabei einen von einem Kühlmittel durchströmbaren ersten Kreislauf und einen von einem Kältemittel durchströmbaren zweiten Kreislauf auf. Die Kühlungsanordnung weist zudem eine wärmeübertragend mit der Batterie verbundene Batterie-Kühleinheit und einen Kühler auf. Ferner umfasst die Kühlungsanordnung einen von Luft durchströmbaren Wärmeübertrager und eine vom Wasser durchströmbare Zerstäubungseinheit. In dem Verfahren wird während des Ladevorgangs der Batterie des Fahrzeugs die Batterie-Kühleinheit in dem ersten Kreislauf vom Kühlmittel durchströmt und dadurch die Batterie gekühlt. Ferner wird der Kühler in dem ersten Kreislauf vom Kühlmittel und in dem zweiten Kreislauf vom Kältemittel durchströmt, wobei dadurch das Kühlmittel des ersten Kreislaufs mit dem Kältemittel des zweiten Kreislaufs gekühlt wird. Der Wärmeübertrager wird von Luft durchströmt, wobei dadurch das Kältemittel des zweiten Kreislaufs direkt von Luft oder indirekt vom Kühlmittel gekühlt wird. Die Zerstäubungseinheit zerstäubt Wasser bezüglich der Strömungsrichtung von Luft stromauf des Wärmeübertragers in die den Wärmeübertrager durchströmende Luft, wobei dadurch die Kühlleistung des Wärmeübertragers erhöht wird.
  • In dem Wärmeübertrager kann die Kühlung herkömmlich höchstens auf die Temperatur der durchströmenden Luft bzw. der Umgebungsluft erfolgen. Durch die Verdunstung vom zerstäubten Wasser kann die den Wärmeübertrager durchströmende Luft bzw. Umgebungsluft gekühlt und entsprechend auch die Kühlung in dem Wärmeübertrager auf eine kleinere Temperatur als herkömmlich bzw. auf eine Temperatur der durchströmenden Luft bzw. der Umgebungsluft erfolgen. Dadurch kann auch das Kältemittel des zweiten Kreislaufs direkt oder indirekt auf kleinere Temperatur als herkömmlich gebracht werden. Dadurch kann das treibende Temperaturgefälle in dem Kühler erhöht werden und das Kühlmittel des ersten Kreislaufs auf eine kleinere Temperatur als herkömmlich gebracht werden. Entsprechend kann die Kühlleistung beim Kühlen der Batterie erhöht werden und die Batterie des Fahrzeugs mit einer höheren Ladeleistung und entsprechend schneller geladen werden. Dabei kann eine hohe Kühlleistung beim Kühlen der Batterie des Fahrzeugs unabhängig von der Außentemperatur erreicht werden. Zudem kann auch die Kühlleistung des zweiten Kreislaufs erhöht werden.
  • Der erste Kreislauf kann insbesondere eine Pumpe zum Pumpen vom Kühlmittel aufweisen. Der zweite Kreislauf kann insbesondere ein Kältemittel-Kreislauf einer Klimaanlage des Fahrzeugs sein. Der zweite Kreislauf kann neben dem Kühler - der dann einen Chiller ausbildet - einen Kondensator, einen Verdichter und ein Expansionsventil aufweisen. In dem Wärmeübertrager wird die Abwärme aus dem zweiten Kreislauf an Luft bzw. die Umgebungsluft abgeführt und dadurch das Kältemittel des zweiten Kreislaufs direkt oder indirekt - wie unten näher beschrieben ist - gekühlt.
  • Bei einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens kann der Wärmeübertrager in dem zweiten Kreislauf vom Kältemittel durchströmt werden und dadurch das Kältemittel in dem Wärmeübertrager direkt von Luft gekühlt werden. Der Wärmeübertrager kann dadurch einen direkten Kondensator des zweiten Kreislaufs ausbilden.
  • Bei dieser Ausführungsform kann die Kühlleistung für die Batterie um über 15% bei gleichzeitiger Reduzierung um über 5% der dafür notwendigen Antriebsleistung der Pumpe gesteigert werden. Damit kann auch die Ladeleistung der Batterie um bis zu 15% gesteigert werden.
  • Bei einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens kann die Kühlungsanordnung einen Kondensator und einen dritten von einem Kühlmittel durchströmbaren Kreislauf aufweisen. In dem Verfahren kann dann der Kondensator in dem zweiten Kreislauf vom Kältemittel und in dem dritten Kreislauf von einem Kühlmittel durchströmt werden, wobei dadurch das Kältemittel des zweiten Kreislaufs mit dem Kühlmittel des dritten Kreislaufs gekühlt wird. Der Wärmeübertrager kann dann in dem dritten Kreislauf vom Kühlmittel durchströmt werden, wobei dadurch das Kühlmittel des dritten Kreislaufs und indirekt das Kältemittel des zweiten Kreislaufs von Luft gekühlt werden. Mit anderen Worten wird das Kühlmittel des dritten Kreislaufs in dem Wärmeübertrager von Luft, das Kältemittel des zweiten Kreislaufs in dem Kondensator vom Kühlmittel des dritten Kreislaufs und das Kühlmittel des ersten Kreislaufs in dem Kühler vom Kältemittel des zweiten Kreislaufs gekühlt. Bei dieser Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, dass der Wärmeübertrager eine große Fläche und ein hohes Luftvolumen für die Verdunstung vom Wasser bieten kann.
  • Bei dieser Ausführungsform kann die Kühlleistung für die Batterie um etwa 25% bei gleichzeitiger Reduzierung um nahezu 10% der dafür notwendigen Antriebsleistung der Pumpe gesteigert werden. Damit kann auch die Ladeleistung der Batterie um bis zu 25% gesteigert werden.
  • Die Zerstäubungseinheit kann dabei Wasser in die durch den Wärmeübertrager durchströmende Luft zerstäuben. Dazu kann die Zerstäubungseinheit ein Berieselungsgitter oder ein Jet-Gitternetz oder Fächer-Düsen oder Rotationszerstäuber aufweisen. Durch das Berieselungsgitter oder das Jet-Gitternetz oder die Fächer-Düsen tritt dabei Wasser nach außen und wird mit der strömenden Luft mitgenommen. Die Zerstäubungseinheit kann regelbar und/oder schaltbar sein, sodass die Erhöhung der Kühlleistung des Wärmeübertragers regelbar und/oder schaltbar ist.
  • Dabei kann die Zerstäubungseinheit Wasser unmittelbar auf den Wärmeübertrager zerstäuben. Mit anderen Worten werden außenliegenden Flächen des Wärmeübertragers mit Wasser berieselt, sodass Wasser von den außenliegenden Flächen des Wärmeübertragers verdunsten kann. Grundsätzlich ist es dabei auch denkbar, dass stromab oder stromauf des Wärmeübertragers auch ein weiterer Wärmeübertrager des Fahrzeugs oder der Kühlungsanordnung von Luft durchströmbar angeordnet ist.
  • Alternativ kann das Fahrzeug einen von Luft durchströmbaren und bezüglich der Strömungsrichtung von Luft stromauf des Wärmeübertragers angeordneten weiteren Wärmeübertrager aufweisen. Die Zerstäubungseinheit kann dann Wasser unmittelbar auf den weiteren Wärmeübertrager zerstäuben. Mit anderen Worten können hier außenliegenden Flächen des weiteren Wärmeübertragers mit Wasser berieselt werden, sodass Wasser von den außenliegenden Flächen des weiteren Wärmeübertragers verdunsten kann. Der Wärmeübertrager kann dann dem weiteren Wärmeübertrager bezüglich der Strömungsrichtung von Luft nachgeschaltet sein und von der gekühlten Luft durchströmt werden. Dadurch kann die Kühlleistung sowohl des weiteren Wärmeübertragers als auch des Wärmeübertragers erhöht werden. Der weitere Wärmeübertrager kann beispielweise ein Kühler eines Wärmepumpen-Kreislaufs des Fahrzeugs oder ein Kondensator des zweiten Kreislaufs der Kühlungsanordnung sein.
  • Zum Bereitstellen vom Wasser zum Zerstäuben in der Zerstäubungseinheit kann die Kühlungsanordnung einen Vorratsbehälter zum Aufnehmen vom Wasser aufweisen. In dem Verfahren kann dann die Zerstäubungseinheit mit dem Vorratsbehälter zum Aufnehmen vom Wasser fluidisch verbunden werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Zerstäubungseinheit zum Verbinden mit einem externen Vorratsbehälter zum Aufnehmen vom Wasser ausgelegt sein. Während des Ladevorgangs der Batterie des Fahrzeugs kann dann die Zerstäubungseinheit mit dem Vorratsbehälter zum Aufnehmen vom Wasser fluidisch verbunden werden. Nach dem Ladevorgang kann die Zerstäubungseinheit von dem externen Vorratsbehälter getrennt werden. Vorteilhafterweise kann hier ein Mitführen des Vorratsbehälters vermieden werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Zerstäubungseinheit zum Verbinden mit einer Wasser dauerhaft bereitstellenden Wasseranschlussstelle ausgelegt sein. Während des Ladevorgangs der Batterie des Fahrzeugs kann dann die Zerstäubungseinheit mit der Wasseranschlussstelle fluidisch verbunden werden. Nach dem Ladevorgang kann die Zerstäubungseinheit von der Wasseranschlussstelle getrennt werden. Bei zwei letzten Ausführungsformen der Zerstäubungseinheit wird Wasser von außen bzw. extern bereitgestellt und dadurch muss Wasser vorteilhafterweise nicht in dem Fahrzeug mitgeführt werden. Der externe Vorratsbehälter und/oder die Wasseranschlussstelle können beispielweise über eine speziell dazu ausgelegte Ladeeinrichtung bzw. Ladesäule zum Laden der Batterie des Fahrzeugs bereitgestellt werden.
  • Die Kühlungsanordnung kann eine an dem Wärmeübertrager angeordnete Förderungseinheit aufweisen. In dem Verfahren kann dann die Förderungseinheit Luft durch den Wärmeübertrager während des Ladevorgangs der Batterie des Fahrzeugs fördern. Da während des Ladevorgangs das Fahrzeug üblicherweise steht, ermöglicht die Förderungseinheit die Durchströmung von Luft durch den Wärmeübertrager und daher die Erhöhung der Kühlleistung des Wärmeübertragers. Die Förderungseinheit kann insbesondere bezüglich der Strömungsrichtung von Luft stromab des Wärmeübertragers angeordnet sein.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Kühlungsanordnung für ein batteriebetriebenes Fahrzeug zum Kühlen einer Batterie des Fahrzeugs während eines Ladevorgangs. Die Kühlungsanordnung weist dabei einen von einem Kühlmittel durchströmbaren ersten Kreislauf und einen von einem Kältemittel durchströmbaren zweiten Kreislauf auf. Die Kühlungsanordnung weist zudem eine wärmeübertragend mit der Batterie verbundene Batterie-Kühleinheit und einen Kühler auf. Ferner umfasst die Kühlungsanordnung einen von Luft durchströmbaren Wärmeübertrager und eine vom Wasser durchströmbare Zerstäubungseinheit. Die Kühlungsanordnung ist dabei zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens ausgelegt. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird an dieser Stelle auf die obigen Ausführungen verweisen.
  • Die Erfindung betrifft auch ein batterieelektrisches Fahrzeug mit einer Batterie und der oben beschriebenen Kühlungsanordnung zum Kühlen der Batterie des Fahrzeugs während des Ladevorgangs. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird an dieser Stelle auf die obigen Ausführungen verweisen.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Ladeeinrichtung zum Laden einer Batterie eines oben beschriebenen batterieelektrischen Fahrzeugs. Die Ladeeinrichtung weist dabei eine Anschlussstelle zum energieübertragenden Verbinden mit der Batterie des Fahrzeugs auf. Ferner weist die Ladeeinrichtung eine Wasser dauerhaft bereitstellende Wasseranschlussstelle oder einen externen Vorratsbehälter zum Aufnehmen vom Wasser zum fluidischen Verbinden mit der Zerstäubungseinheit der Kühlungsanordnung des Fahrzeugs auf. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird an dieser Stelle auf die obigen Ausführungen verweisen.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch
    • 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Kühlungsanordnung beim Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
    • 2 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Kühlungsanordnung im Bereich einer Zerstäubungseinheit mit einem weiteren Wärmeübertrager;
    • 3 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Kühlungsanordnung im Bereich einer Zerstäubungseinheit mit dem weiteren abweichend angeordneten Wärmeübertrager;
    • 4 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Kühlungsanordnung im Bereich einer Zerstäubungseinheit mit dem weiteren abweichend angeordneten Wärmeübertrager.
  • 1 zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 mit einer erfindungsgemäßen Kühlungsanordnung 2 und einer Batterie 3 beim Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens 4.
  • Die Kühlungsanordnung 2 umfasst dabei einen von einem Kühlmittel durchströmbaren ersten Kreislauf K1. Ferner umfasst die Kühlungsanordnung 2 einen Kühler 5, eine Batterie-Kühleinheit 6 und eine Pumpe 7, die in dem ersten Kreislauf K1 vom Kühlmittel durchströmbar sind. Die Batterie-Kühleinheit 6 ist dabei mit der Batterie 3 wärmeübertragend verbunden, sodass die Batterie 3 mit dem Kühlmittel des ersten Kreislaufs K1 kühlbar ist. Das Durchströmen des Kühlmittels in dem ersten Kreislauf K1 ist mit durchbrochenen Pfeilen angedeutet.
  • Zudem umfasst die Kühlungsanordnung 2 einen von einem Kältemittel durchströmbaren zweiten Kreislauf K2. Ferner umfasst die Kühlungsanordnung 2 ein Expansionsventil 8, einen internen Wärmetauscher 9, einen Kondensator 10 und einen Verdichter 11. In dem zweiten Kreislauf K2 sind dabei das Expansionsventil 8, der interne Wärmetauscher 9, der Kondensator 10, der Verdichter 11 und der Kühler 5 vom Kältemittel durchströmbar angeordnet. Der Kühler 5 ist also als ein Chiller ausgebildet. Das Durchströmen des Kältemittels in dem zweiten Kreislauf K2 ist mit durchgezogenen dicken Pfeilen angedeutet.
  • Ferner umfasst die Kühlungsanordnung 2 einen von einem Kühlmittel durchströmbaren dritten Kreislauf K3. Ferner umfasst die Kühlungsanordnung 2 einen von Luft L durchströmbaren Wärmeübertrager 12 und eine Pumpe 13. In dem dritten Kreislauf K3 sind dabei der Wärmeübertrager 12, die Pumpe 13 und der Kondensator 10 vom Kühlmittel durchströmbar angeordnet. Der Kondensator 10 ist demnach als ein (indirekter) kühlmittelgekühlter Kondensator ausgebildet. Das Durchströmen des Kühlmittels in dem dritten Kreislauf K3 ist mit gepunkteten Pfeilen angedeutet. Dabei sind der erste Kreislauf K1 und der dritte Kreislauf K3 nicht verknüpft, sodass das Kühlmittel des ersten Kreislaufs K1 und das Kühlmittel des dritten Kreislaufs K3 nicht miteinander vermischt sind und sich voneinander unterscheiden können.
  • Des Weiteren umfasst die Kühlungsanordnung 2 eine Zerstäubungseinheit 14 und eine Förderungseinheit bzw. einen Lüfter 15. Die Zerstäubungseinheit 14 ist dabei bezüglich der Strömungsrichtung von Luft L stromauf des Wärmeübertragers 12 und die Förderungseinheit 15 ist bezüglich der Strömungsrichtung von Luft L stromab des Wärmeübertragers 12 angeordnet. Die Zerstäubungseinheit 14 umfasst dabei mehrere Düsen bzw. Fächer-Düsen 16 zum Zerstäuben vom Wasser W auf den Wärmeübertrager 12. Ferner umfasst die Zerstäubungseinheit 14 einen Vorratsbehälter 17 zum Aufbewahren vom Wasser W. Der Vorratsbehälter 17 ist dabei mit den Düsen 16 der Zerstäubungseinheit 14 fluidisch verbunden. Das Durchströmen vom Wasser W in der Zerstäubungseinheit 14 ist mit durchgezogenen dünnen Pfeilen angedeutet.
  • Die Kühlungsanordnung 2 ist zum Kühlen der Batterie 3 während eines Ladevorgangs in dem Verfahren 4 vorgesehen. In dem Verfahren 4 fördert die Förderungseinheit 15 Luft L durch den Wärmeübertrager 12 und dadurch wird das Kühlmittel des dritten Kreislaufs K3 gekühlt. Die Zerstäubungseinheit 14 zerstäubt Wasser W unmittelbar auf den Wärmeübertrager 12, sodass durch die Verdunstungskühlung vom Wasser an dem Wärmeübertrager 12 das Kühlmittel des dritten Kreislaufs K3 auf die Temperatur unter der Temperatur von Luft L gekühlt wird.
  • In dem Kondensator 10 kühlt das Kühlmittel des dritten Kreislaufs K3 das Kältemittel des zweiten Kreislaufs K2. In dem Kühler 5 kühlt dann das Kältemittel des zweiten Kreislaufs K2 das Kühlmittel des ersten Kreislaufs K1. Anschließend wird das Kühlmittel des ersten Kreislaufs K1 mittels der Pumpe 7 zu der Batterie-Kühleinheit 6 gefördert. Wie oben bereits beschrieben ist, ist die Batterie-Kühleinheit 6 mit der Batterie 3 des Fahrzeugs 1 wärmeübertragend verbunden und kann dadurch mittels des Kühlmittels gekühlt werden.
  • Bei dieser Ausführungsform der Kühlungsanordnung 2 kann die Temperatur des Kühlmittels des dritten Kreislaufs K3 in dem Wärmeübertrager 12 durch die Verdunstungskühlung um etwa 10°C reduziert werden. Dadurch kann die Kühlleistung des Kondensators 10 um etwa 5% bzw. etwa 0,5 kW und die Kühlleistung des Kühlers bzw. des Chillers 5 um etwa 25% bzw. etwa 1,2 kW erhöht werden. Die Temperatur des Kühlmittels des ersten Kreislaufs K1 kann dadurch um etwa 1,0°C und die notwendige Leistung der Pumpe 7 zum Pumpen vom Kühlmittel in dem ersten Kreislauf K1 um etwa 10% bzw. etwa 0,8 kW reduziert werden.
  • 2 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 mit der erfindungsgemäßen Kühlungsanordnung 2 im Bereich der Zerstäubungseinheit 14. In dem hier gezeigten Beispiel weist das Fahrzeug 1 einen weiteren Wärmeübertrager 18 auf. Der weitere Wärmeübertrager 18 kann in die Kreisläufe K1, K2, K3 nicht eingebunden sein und beispielweise ein Kühler eines Wärmepumpen-Kreislaufs des Fahrzeugs 1 sein. Alternativ kann der weitere Wärmeübertrager 18 der Kondensator 10 sein. Der weitere Wärmeübertrager 18 ist dabei bezüglich der Strömungsrichtung von Luft L stromauf des Wärmeübertragers 12 angeordnet. Dabei ist die Zerstäubungseinheit 14 unmittelbar vor dem weiteren Wärmeübertrager 18 angeordnet, sodass Wasser W direkt auf den weiteren Wärmeübertrager 18 zerstäubt wird. Dazu ist die Zerstäubungseinheit 14 stromauf des weiteren Wärmeübertragers 18 und des Wärmeübertragers 12 angeordnet.
  • 3 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 mit der erfindungsgemäßen Kühlungsanordnung 2 im Bereich der Zerstäubungseinheit 14. Hier ist die Zerstäubungseinheit 14 im Unterschied zu der Ausführungsform in 2 unmittelbar vor dem Wärmeübertrager 12 angeordnet, sodass Wasser W direkt auf den Wärmeübertrager 12 zerstäubt wird. Dazu ist die Zerstäubungseinheit 14 zwischen dem weiteren Wärmeübertrager 18 und dem Wärmeübertrager 12 und dadurch stromab des weiteren Wärmeübertragers 18 und stromauf des Wärmeübertragers 12 angeordnet.
  • 4 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 mit der erfindungsgemäßen Kühlungsanordnung 2 im Bereich der Zerstäubungseinheit 14. Hier ist der weitere Wärmeübertrager 18 bezüglich der Strömungsrichtung von Luft L stromab des Wärmeübertragers 12 angeordnet. Die Zerstäubungseinheit 14 ist hier stromauf des weiteren Wärmeübertragers 18 und des Wärmeübertragers 12 und unmittelbar vor dem Wärmeübertrager 12 angeordnet, sodass Wasser W direkt auf den Wärmeübertrager 12 zerstäubt wird.

Claims (10)

  1. Verfahren (4) zum Kühlen einer Batterie (3) eines batterieelektrischen Fahrzeugs (1) mittels einer Kühlungsanordnung (2) während eines Ladevorgangs, - wobei die Kühlungsanordnung (2) einen von einem Kühlmittel durchströmbaren ersten Kreislauf (K1) und einen von einem Kältemittel durchströmbaren zweiten Kreislauf (K2) aufweist, - wobei die Kühlungsanordnung (2) eine wärmeübertragend mit der Batterie (3) verbundene Batterie-Kühleinheit (6) und einen Kühler (5) aufweist, - wobei die Kühlungsanordnung (2) einen von Luft durchströmbaren Wärmeübertrager (12) und eine vom Wasser durchströmbare Zerstäubungseinheit (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahren (4) während des Ladevorgangs der Batterie (3) des Fahrzeugs (1): - die Batterie-Kühleinheit (6) in dem ersten Kreislauf (K1) vom Kühlmittel durchströmt und dadurch die Batterie (3) gekühlt wird, - der Kühler (5) in dem ersten Kreislauf (K1) vom Kühlmittel und in dem zweiten Kreislauf (K2) vom Kältemittel durchströmt wird und dadurch das Kühlmittel des ersten Kreislaufs (K1) mit dem Kältemittel des zweiten Kreislaufs (K2) gekühlt wird, - der Wärmeübertrager (12) von Luft (L) durchströmt wird und dadurch das Kältemittel des zweiten Kreislaufs (K2) direkt von Luft (L) oder indirekt vom Kühlmittel gekühlt wird, und - die Zerstäubungseinheit (14) Wasser (W) bezüglich der Strömungsrichtung von Luft (L) stromauf des Wärmeübertragers (12) in die den Wärmeübertrager (12) durchströmende Luft (L) zerstäubt und dadurch die Kühlleistung des Wärmeübertragers (12) erhöht wird.
  2. Verfahren (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass die Kühlungsanordnung (2) eine an dem Wärmeübertrager (12) angeordnete Förderungseinheit (15) aufweist, und - dass die Förderungseinheit (15) Luft (L) durch den Wärmeübertrager (12) während des Ladevorgangs der Batterie (3) des Fahrzeugs (1) fördert.
  3. Verfahren (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (12) in dem zweiten Kreislauf (K2) vom Kältemittel durchströmt wird und dadurch das Kältemittel in dem Wärmeübertrager (12) direkt von Luft (L) gekühlt wird.
  4. Verfahren (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, - dass die Kühlungsanordnung (2) einen Kondensator (10) und einen dritten von einem Kühlmittel durchströmbaren Kreislauf (K3) aufweist, - dass der Kondensator (10) in dem zweiten Kreislauf (K2) vom Kältemittel und in dem dritten Kreislauf (K3) vom Kühlmittel durchströmt wird und dadurch das Kältemittel des zweiten Kreislaufs (K2) mit dem Kühlmittel des dritten Kreislaufs (K3) gekühlt wird, und - dass der Wärmeübertrager (12) in dem dritten Kreislauf (K3) vom Kühlmittel durchströmt wird und dadurch das Kühlmittel des dritten Kreislaufs (K3) und indirekt das Kältemittel des zweiten Kreislaufs (K2) von Luft gekühlt werden.
  5. Verfahren (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubungseinheit (14) Wasser (W) unmittelbar auf den Wärmeübertrager (12) zerstäubt.
  6. Verfahren (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, - dass das Fahrzeug (1) oder die Kühlungsanordnung (2) einen von Luft (L) durchströmbaren und bezüglich der Strömungsrichtung von Luft (L) stromauf des Wärmeübertragers (12) angeordneten weiteren Wärmeübertrager (18) aufweist, und - dass die Zerstäubungseinheit (14) Wasser (W) unmittelbar auf den weiteren Wärmeübertrager (18) zerstäubt.
  7. Verfahren (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Kühlungsanordnung (2) einen Vorratsbehälter (17) zum Aufnehmen vom Wasser (W) aufweist und die Zerstäubungseinheit (14) mit dem Vorratsbehälter (17) fluidisch verbunden wird, oder - dass die Zerstäubungseinheit (14) zum Verbinden mit einem externen Vorratsbehälter zum Aufnehmen vom Wasser (W) ausgelegt ist und während des Ladevorgangs der Batterie (3) des Fahrzeugs (1) mit dem Vorratsbehälter fluidisch verbunden wird, - dass die Zerstäubungseinheit (14) zum Verbinden mit einer Wasser (W) dauerhaft bereitstellenden Wasseranschlussstelle ausgelegt ist und während des Ladevorgangs der Batterie (3) des Fahrzeugs (1) mit der Wasseranschlussstelle fluidisch verbunden wird.
  8. Kühlungsanordnung (2) für ein batterieelektrisches Fahrzeug (1) zum Kühlen einer Batterie (3) des Fahrzeugs (1) während eines Ladevorgangs, - wobei die Kühlungsanordnung (2) einen von einem Kühlmittel durchströmbaren ersten Kreislauf (K1) und einen von einem Kältemittel durchströmbaren zweiten Kreislauf (K2) aufweist, - wobei die Kühlungsanordnung (2) eine wärmeübertragend mit der Batterie (3) verbundene Batterie-Kühleinheit (6) und einen Kühler (5) aufweist, - wobei die Kühlungsanordnung (2) einen von Luft (L) durchströmbaren Wärmeübertrager (12) und eine vom Wasser (W) durchströmbare Zerstäubungseinheit (14) aufweist, und - wobei die Kühlungsanordnung (2) zum Ausführen des Verfahrens (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgelegt ist.
  9. Batterieelektrisches Fahrzeug (1) mit einer Batterie (3) und einer Kühlungsanordnung (2) nach Anspruch 8 zum Kühlen der Batterie (3) des Fahrzeugs (1) während eines Ladevorgangs.
  10. Ladeeinrichtung zum Laden einer Batterie (3) eines batterieelektrischen Fahrzeugs (1) nach dem Anspruch 9, - wobei die Ladeeinrichtung eine Anschlussstelle zum energieübertragenden Verbinden mit der Batterie (3) des Fahrzeugs (1) aufweist, und - wobei die Ladeeinrichtung eine Wasser (W) dauerhaft bereitstellende Wasseranschlussstelle oder einen externen Vorratsbehälter zum Aufnehmen vom Wasser (W) zum fluidischen Verbinden mit einer Zerstäubungseinheit (14) der Kühlungsanordnung (2) des Fahrzeugs (1) aufweist.
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