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DE102020123320A1 - Method for controlling a temperature control device when charging a drive battery of an electric vehicle, temperature control device, computer program product and storage medium - Google Patents

Method for controlling a temperature control device when charging a drive battery of an electric vehicle, temperature control device, computer program product and storage medium Download PDF

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Publication number
DE102020123320A1
DE102020123320A1 DE102020123320.5A DE102020123320A DE102020123320A1 DE 102020123320 A1 DE102020123320 A1 DE 102020123320A1 DE 102020123320 A DE102020123320 A DE 102020123320A DE 102020123320 A1 DE102020123320 A1 DE 102020123320A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature control
heat exchanger
fluid
control device
drive battery
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
DE102020123320.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Jochen Westhäuser
Jan-Christoph Albrecht
Artur Semke
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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 Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102020123320.5A priority Critical patent/DE102020123320A1/en
Priority to CN202111047169.9A priority patent/CN114156557B/en
Publication of DE102020123320A1 publication Critical patent/DE102020123320A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontrollieren einer Temperiervorrichtung (12) bei einem Ladevorgang einer Antriebsbatterie (10) eines Elektrofahrzeugs (11), aufweisend die Schritte: elektrisches Laden der Antriebsbatterie (10), und Kühlen der Antriebsbatterie (10) während des Ladens mittels der Temperiervorrichtung (12), wobei die Temperiervorrichtung (12) einen Wärmetauscher (13) mit einer heißen Seite (14) und einer kalten Seite (15) aufweist, die heiße Seite (14) als Teil eines Batteriekreises (16) zum Zuführen eines Temperierfluids zur Antriebsbatterie (10) ausgestaltet ist und die kalte Seite (15) als Teil einer Kühlleitung (17) zum Leiten eines Kühlfluids durch die kalte Seite (15) ausgestaltet ist, wobei die Temperatur des Wärmetauschers (13) nach dem elektrischen Laden der Antriebsbatterie (10) erhöht wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Temperiervorrichtung (12) und ein Computerprogrammprodukt (23) zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The present invention relates to a method for controlling a temperature control device (12) when charging a drive battery (10) of an electric vehicle (11), comprising the steps: electrically charging the drive battery (10), and cooling the drive battery (10) during charging the temperature control device (12), wherein the temperature control device (12) has a heat exchanger (13) with a hot side (14) and a cold side (15), the hot side (14) as part of a battery circuit (16) for supplying a temperature control fluid to the drive battery (10) and the cold side (15) is designed as part of a cooling line (17) for conducting a cooling fluid through the cold side (15), the temperature of the heat exchanger (13) after the electric charging of the drive battery ( 10) is increased. The invention also relates to a temperature control device (12) and a computer program product (23) for carrying out the method according to the invention.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontrollieren einer Temperiervorrichtung nach einem Ladevorgang einer Antriebsbatterie eines Elektrofahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner eine Temperiervorrichtung zum Temperieren, insbesondere zum Kühlen, einer Antriebsbatterie während eines Ladevorgangs der Antriebsbatterie, ein Computerprogrammprodukt sowie ein Speichermittel, auf welchem ein Computerprogrammprodukt gespeichert ist.The present invention relates to a method for controlling a temperature control device after charging a drive battery of an electric vehicle. The invention also relates to a temperature control device for temperature control, in particular for cooling, a drive battery during a charging process of the drive battery, a computer program product and a storage medium on which a computer program product is stored.

Im Stand der Technik sind verschiedene Systeme zum Laden von Antriebsbatterien in Elektrofahrzeugen bekannt. Neben Ladesystemen mit einer normalen Ladegeschwindigkeit gibt es auch sogenannte Schnellladesysteme. Beim Schnellladen von Antriebsbatterien mit hoher Ladeleistung können hohe Temperaturen in und an der Antriebsbatterie entstehen. Um dies zu verhindern, kann die Antriebsbatterie während eines Schnellladevorgangs durch ein externes bzw. ein separates Kühlsystem gekühlt werden. Ein solches System sowie ein zugehöriges Verfahren zum Laden von Batterien für Elektrofahrzeuge kann der DE 11 2012 003 109 T5 entnommen werden. Gattungsgemäße, externe Kühlsysteme weisen einen Wärmetauscher auf, durch welchen ein Temperaturtransport von einem Temperiermittel im Batteriekreis auf ein Kühlmittel in einer Kühlleitung des externen Kühlsystems stattfinden kann. Um eine Verschlammung und/oder Biofilmbildung im Kühlmittel bzw. Kältemittel des externen Kühlsystems zu verhindern, wird das als Kühlmittel verwendete Kühlwasser mit geeigneten Chemikalien versehen. Nachteilig bei der Verwendung eines solchen Kühlmittels ist, dass bei der Entsorgung des Kühlmittels der Gewässerschutz beachtet werden muss und die Entsorgung des Kühlmittels damit entsprechend aufwändig ist. Wird hingegen einfaches Wasser als Kühlmittel verwendet, kann die vorstehend genannte Verschlammung und/oder Biofilmbildung in der Kühlleitung zu reduzierten Wärmeübergängen und einem Druckverlust in der Kühlleitung führen.Various systems for charging drive batteries in electric vehicles are known in the prior art. In addition to charging systems with a normal charging speed, there are also so-called fast charging systems. High temperatures can occur in and on the drive battery when fast charging drive batteries with a high charging capacity. To prevent this, the traction battery can be cooled by an external or separate cooling system during a fast charging process. Such a system and an associated method for charging batteries for electric vehicles DE 11 2012 003 109 T5 be removed. Generic, external cooling systems have a heat exchanger, through which a temperature transport can take place from a temperature control medium in the battery circuit to a coolant in a cooling line of the external cooling system. In order to prevent silting and/or biofilm formation in the coolant or refrigerant of the external cooling system, the cooling water used as coolant is provided with suitable chemicals. The disadvantage of using such a coolant is that water protection must be taken into account when disposing of the coolant, and the disposal of the coolant is therefore correspondingly complex. If, on the other hand, simple water is used as the coolant, the above-mentioned silting and/or biofilm formation in the cooling line can lead to reduced heat transfer and a pressure loss in the cooling line.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, der voranstehend beschriebenen Problematik zumindest teilweise Rechnung zu tragen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Kontrollieren einer Temperiervorrichtung sowie eine zugehörige Temperiervorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit welchen auf möglichst einfache und kostengünstige Weise eine Verschlammung und/oder Biofilmbildung im Wärmetauscher und/oder in einer Kühlleitung, die sich durch den Wärmetauscher erstreckt, verhindert werden kann.The object of the present invention is to at least partially take account of the problems described above. In particular, the object of the present invention is to provide a method for controlling a temperature control device and an associated temperature control device with which sludge and/or biofilm formation in the heat exchanger and/or in a cooling line that runs through the Heat exchanger extends, can be prevented.

Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die voranstehende Aufgabe durch das Verfahren gemäß Anspruch 1, die Temperiervorrichtung gemäß Anspruch 13, das Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 14 sowie das Speichermittel gemäß Anspruch 15 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung, dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt, dem erfindungsgemäßen Speichermittel und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird und/oder werden kann.The above object is solved by the patent claims. In particular, the above object is achieved by the method according to claim 1, the temperature control device according to claim 13, the computer program product according to claim 14 and the storage means according to claim 15. Further advantages of the invention result from the dependent claims, the description and the figures. Features that are described in connection with the method also apply, of course, in connection with the temperature control device according to the invention, the computer program product according to the invention, the storage means according to the invention and vice versa, so that the disclosure of the individual aspects of the invention is and/or is always referred to mutually can.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Kontrollieren einer Temperiervorrichtung bei einem Ladevorgang einer Antriebsbatterie eines Elektrofahrzeugs zur Verfügung gestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

  • - elektrisches Laden der Antriebsbatterie, und
  • - Kühlen der Antriebsbatterie während des Ladens mittels der Temperiervorrichtung, wobei die Temperiervorrichtung einen Wärmetauscher mit einer heißen Seite und einer kalten Seite aufweist, die heiße Seite als Teil eines Batteriekreises zum Zuführen eines Temperierfluids zur Antriebsbatterie ausgestaltet ist und die kalte Seite als Teil einer Kühlleitung zum Leiten eines Kühlfluids durch die kalte Seite ausgestaltet ist, wobei
  • - die Temperatur des Wärmetauschers nach dem Laden der Antriebsbatterie aktiv erhöht wird.
According to a first aspect of the present invention, a method for controlling a temperature control device during a charging process of a drive battery of an electric vehicle is made available. The procedure has the following steps:
  • - electric charging of the traction battery, and
  • - Cooling of the drive battery during charging by means of the temperature control device, the temperature control device having a heat exchanger with a hot side and a cold side, the hot side being designed as part of a battery circuit for supplying a temperature control fluid to the drive battery and the cold side as part of a cooling line for Conducting a cooling fluid is configured through the cold side, wherein
  • - the temperature of the heat exchanger is actively increased after charging the traction battery.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass insbesondere die kalte Seite des Wärmetauschers durch ein Erwärmen bzw. Erhitzen des Wärmetauschers nach dem Ladevorgang einfach und effektiv von Restfeuchte befreit werden kann. Entsprechend wird die Temperatur des Wärmetauschers, insbesondere zum Entfernern von Feuchtigkeit von der kalten Seite, nach dem Laden der Antriebsbatterie aktiv erhöht. Voraussetzung hierfür ist selbstverständlich, dass sich zu diesem Zeitpunkt kein Kühlfluid bzw. Kältemittel mehr in der Kühlleitung bzw. auf der kalten Seite des Wärmetauschers mehr befindet. Die Maßnahmen zum Realisieren des Verfahrens lassen sich in einem bestehenden Fahrzeug einfach und kostengünstig vornehmen.In the context of the present invention, it was recognized that in particular the cold side of the heat exchanger can be freed from residual moisture simply and effectively by heating or heating the heat exchanger after the charging process. Accordingly, after charging the traction battery, the temperature of the heat exchanger is actively increased, in particular to remove moisture from the cold side. The prerequisite for this is, of course, that there is no longer any cooling fluid or refrigerant in the cooling line or on the cold side of the heat exchanger at this point in time. The measures for implementing the method can be carried out easily and inexpensively in an existing vehicle.

Darunter, dass die Temperatur des Wärmetauschers nach dem Laden der Antriebsbatterie aktiv erhöht wird soll insbesondere verstanden werden, dass die Temperatur des Wärmetauschers mittels aktiver Maßnahmen und/oder einem entsprechend konfiguriertem Temperaturerhöhungsmittel aktiv erhöht wird. Unter dem aktiven Erhöhen der Temperatur des Wärmetauschers soll insbesondere nicht die Temperaturerhöhung zu verstehen sein, die aufgrund eines Temperaturangleichs an die Umgebungstemperatur nach dem Kühlen der Antriebsbatterie zwangsläufig stattfindet. Die Temperatur des Wärmetauschers kann auf unterschiedliche Arten aktiv erhöht werden, Beispielsweise mittels Aufheizen durch Fluide im Wärmetauscher, also auf der heißen Seite und/oder der kalten Seite, sowie durch Heizmittel außerhalb des Wärmetauschers mit einer wärmeübertragenden Wirkung auf den Wärmetauscher. Das Erhöhen der Temperatur wird bevorzugt direkt nach dem elektrischen Laden der Antriebsbatterie, also direkt im Anschluss an das Laden, durchgeführt.The fact that the temperature of the heat exchanger is actively increased after charging the drive battery is to be understood in particular as meaning that the temperature of the heat exchanger is increased by means of active measures and/or a corresponding configured temperature increase means is actively increased. The active increase in the temperature of the heat exchanger should in particular not be understood to mean the temperature increase that inevitably takes place due to a temperature equalization to the ambient temperature after the drive battery has been cooled. The temperature of the heat exchanger can be actively increased in different ways, for example by means of heating by fluids in the heat exchanger, i.e. on the hot side and/or the cold side, and by heating means outside of the heat exchanger with a heat-transferring effect on the heat exchanger. The temperature is preferably increased directly after the drive battery has been electrically charged, that is to say directly after charging.

Darunter, dass die Temperatur des Wärmetauschers aktiv erhöht wird kann verstanden werden, dass der Wärmetauscher oder wenigstens ein Teil des Wärmetauschers, beispielsweise die heiße Seite des Wärmetauschers oder die kalte Seite des Wärmetauschers, aktiv erwärmt bzw. erhitzt wird. Der Wärmetauscher ist grundsätzlich für einen Wärmetransport bzw. Wärmeabtransport während des elektrischen Ladens der Antriebsbatterie bereitgestellt, während das Temperierfluid wärmer als das Kühlfluid ist. Die kalte Seite kann demnach als Teil der Kühlleitung zum Leiten des Kühlfluids zum Kühlen des Temperierfluids für die Zeit während des elektrischen Ladens ausgestaltet und konfiguriert sein. Nach dem elektrischen Laden der Antriebsbatterie kann der Wärmetauscher hingegen eine neue Funktion erfüllen, und zwar abhängig davon, wie der Wärmetauscher erwärmt werden soll. Soll die Erwärmung beispielsweise durch ein Heizfluid auf der kalten Seite des Wärmetauschers durchgeführt werden, kann im Wärmetauscher ein Wärmetransport von der kalten Seite zur heißen Seite stattfinden.The fact that the temperature of the heat exchanger is actively increased can be understood to mean that the heat exchanger or at least part of the heat exchanger, for example the hot side of the heat exchanger or the cold side of the heat exchanger, is actively warmed up or heated. The heat exchanger is basically provided for heat transport or heat removal during the electrical charging of the drive battery, while the tempering fluid is warmer than the cooling fluid. Accordingly, the cold side can be designed and configured as part of the cooling line for conducting the cooling fluid for cooling the tempering fluid for the time during electrical charging. However, once the traction battery has been electrically charged, the heat exchanger can perform a new function, depending on how the heat exchanger is to be heated. If the heating is to be carried out, for example, by a heating fluid on the cold side of the heat exchanger, heat can be transported from the cold side to the hot side in the heat exchanger.

Das aktive Erhöhen der Temperatur und/oder das Erwärmen des Wärmetauschers kann durch ein Steuergerät des Elektrofahrzeugs und/oder durch ein Steuergerät einer Ladesäule bzw. einer außerhalb des Elektrofahrzeugs angeordneten Ladeeinheit zum elektrischen Laden der Antriebsbatterie veranlasst werden. Das heißt, Heizmaßnahmen zum Erhöhen der Temperatur des Wärmetauschers können von der externen Ladeeinheit übernommen werden. Damit können im Elektrofahrzeug Bauteile eingespart werden und somit Gewicht und Kosten reduziert werden. Außerdem können durch die externe Ladeeinheit, beispielsweise in Form der Ladesäule, Heizleistungen zur Verfügung gestellt werden, die im Elektrofahrzeug nicht oder zumindest nicht praktikabel realisierbar wären.The active increase in temperature and/or heating of the heat exchanger can be initiated by a control unit of the electric vehicle and/or by a control unit of a charging station or a charging unit arranged outside of the electric vehicle for electrically charging the drive battery. This means that heating measures to increase the temperature of the heat exchanger can be taken over by the external charging unit. In this way, components can be saved in the electric vehicle and weight and costs can be reduced. In addition, the external charging unit, for example in the form of the charging station, can provide heating power that would not be feasible, or at least impractical, in an electric vehicle.

Unter der Fahrzeugbatterie ist insbesondere eine Traktionsbatterie bzw. Hochvoltbatterie zu verstehen, die zum Antreiben des Fahrzeugs bereitgestellt ist. Das beschriebene Verfahren wird insbesondere für das elektrische Laden einer Antriebsbatterie eines Elektrofahrzeugs, beispielsweise in Form eines reinen Elektrofahrzeugs oder in Form eines Hybridfahrzeugs, durchgeführt. Gleichwohl kann das Verfahren auch für den Ladevorgang von anderen elektrischen Systemen mit einer Batterie, die vergleichbar mit der Antriebsbatterie ist, durchgeführt und/oder bereitgestellt werden. Der Ladevorgang umfasst erfindungsgemäß nicht nur das elektrische Laden der Antriebsbatterie, sondern insbesondere auch die Zeit nach dem elektrischen Laden der Antriebsbatterie, in welcher der Wärmetauscher zum Entfernen von Restwasser vom Wärmetauscher auf die erfindungsgemäße Art erwärmt wird, zu verstehen. Das Verfahren kann demnach auch als ein Verfahren zum Beeinflussen der Bauteiltemperatur in der Temperiervorrichtung und insbesondere zum Beeinflussen der Temperatur des Wärmetauschers der Temperiervorrichtung, nach dem Ladevorgang der Antriebsbatterie, verstanden werden. Unter dem Temperierfluid kann ein Kühlmedium und/oder Kühlmittel zum Kühlen der Antriebsbatterie während einer Fahrt des Elektrofahrzeugs verstanden werden. Das Kühlfluid kann als Kältemittel verstanden werden. Abhängig vom Betriebszustand der Temperiervorrichtung kann unter der heißen Seite faktisch auch eine kalte bzw. kältere Seite und unter der kalten Seite auch eine heiße bzw. heißere Seite verstanden werden.The vehicle battery is to be understood in particular as a traction battery or high-voltage battery that is provided for driving the vehicle. The method described is carried out in particular for electrically charging a drive battery of an electric vehicle, for example in the form of a purely electric vehicle or in the form of a hybrid vehicle. Nevertheless, the method can also be carried out and/or made available for the charging process of other electrical systems with a battery that is comparable to the drive battery. According to the invention, the charging process includes not only the electrical charging of the drive battery, but in particular also the time after the electrical charging of the drive battery, in which the heat exchanger is heated in the inventive way to remove residual water from the heat exchanger. The method can therefore also be understood as a method for influencing the component temperature in the temperature control device and in particular for influencing the temperature of the heat exchanger of the temperature control device after the charging process of the drive battery. The tempering fluid can be understood to mean a cooling medium and/or coolant for cooling the drive battery while the electric vehicle is driving. The cooling fluid can be understood as a refrigerant. Depending on the operating state of the temperature control device, the hot side can actually also mean a cold or colder side and the cold side can also mean a hot or hotter side.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass bei einem Verfahren zum Erhöhen der Temperatur des Wärmetauschers ein Heizfluid durch die kalte Seite geleitet wird. Das Heizfluid ist insbesondere Umgebungsluft, bevorzugt eine über die Umgebungstemperatur hinaus aufgeheizte Heißluft. Bei Versuchen im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich herausgestellt, dass dies eine besonders einfache, effektive und kostengünstige Maßnahme ist, um die kalte Seite des Wärmetauschers von Restfeuchte zu befreien. Das heißt, durch das Leiten der Umgebungsluft und/oder Heißluft durch die kalte Seite des Wärmetauschers kann Wasser, dass sich nach dem Schnellladen noch im Wärmetauscher befindet, schnell verdampfen und/oder entweichen. Folglich kann damit die Bildung eines Biofilms im Wärmetauscher verhindert oder zumindest vermindert werden.According to a further embodiment of the present invention, it is possible for a heating fluid to be passed through the cold side in a method for increasing the temperature of the heat exchanger. The heating fluid is in particular ambient air, preferably hot air heated above the ambient temperature. Tests within the scope of the present invention have shown that this is a particularly simple, effective and cost-effective measure for removing residual moisture from the cold side of the heat exchanger. That is, by directing ambient air and/or hot air through the cold side of the heat exchanger, any water remaining in the heat exchanger after fast charging can quickly evaporate and/or escape. Consequently, the formation of a biofilm in the heat exchanger can be prevented or at least reduced.

Ferner ist es möglich, dass bei einem erfindungsgemäßen Verfahren am Wärmetauscher ein Wärmetauscher-Heizmittel angeordnet ist und der Wärmetauscher nach dem Laden der Antriebsbatterie durch das Wärmetauscher-Heizmittel aufgeheizt wird. Diese Lösung stellt eine besonders einfach zu realisierende Maßnahme zum wunschgemäßen Erhöhen der Temperatur des Wärmetauschers dar. Das Wärmetauscher-Heizmittel kann besonders einfach bei bestehenden Systemen nachgerüstet werden. Das Wärmetauscher-Heizmittel kann beispielsweise direkt am Wärmetauscher oder zumindest in direkter Umgebung des Wärmetauschers zum Ermöglichen der gewünschten Temperierung des Wärmetauschers im und/oder am Elektrofahrzeug installiert werden oder sein. Das Wärmetauscher-Heizmittel kann als elektrisches Heizmittel oder als Heizgebläse konfiguriert sein. Das Wärmetauscher-Heizmittel kann an der heißen Seite des Wärmetauschers, insbesondere direkt an der heißen Seite des Wärmetauschers, und/oder an der kalten Seite des Wärmetauschers angeordnet sein. Das Verfahren sollte möglichst dahingehend durchgeführt werden, dass durch das Wärmetauscher-Heizmittel möglichst nur der Wärmetauscher oder überwiegend bzw. zunächst nur der Wärmetauscher aufgeheizt wird. Das heißt, das Wärmetauscher-Heizmittel ist bevorzugt zum Abgeben der überwiegenden Wärmeenergie aus dem Wärmetauscher-Heizmittel in den Wärmetauscher konfiguriert. Hierfür wird das Wärmetauscher-Heizmittel bevorzugt außerhalb des Batteriekreises und außerhalb der Kühlmittelleitung bereitgestellt. Damit kann das Erwärmen des Wärmetauschers entsprechend energieeffizient durchgeführt werden.Furthermore, it is possible that, in a method according to the invention, a heat exchanger heating means is arranged on the heat exchanger and the heat exchanger is heated by the heat exchanger heating means after the drive battery has been charged. This solution represents a measure that is particularly easy to implement for increasing the temperature of the heat exchanger as desired easily retrofitted to existing systems. The heat exchanger heating means can, for example, be installed directly on the heat exchanger or at least in the immediate vicinity of the heat exchanger to enable the desired temperature control of the heat exchanger in and/or on the electric vehicle. The heat exchange heating means can be configured as an electric heating means or as a fan heater. The heat exchanger heating means can be arranged on the hot side of the heat exchanger, in particular directly on the hot side of the heat exchanger, and/or on the cold side of the heat exchanger. If possible, the method should be carried out in such a way that, if possible, only the heat exchanger or predominantly or initially only the heat exchanger is heated by the heat exchanger heating means. That is, the heat exchanger heating means is preferably configured to release the majority of thermal energy from the heat exchanger heating means into the heat exchanger. For this purpose, the heat exchanger heating means is preferably provided outside the battery circuit and outside the coolant line. The heating of the heat exchanger can thus be carried out in a correspondingly energy-efficient manner.

Weiterhin ist es möglich, dass bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung im Batteriekreis stromaufwärts der heißen Seite ein Temperierfluid-Heizmittel ausgestaltet ist und das Temperierfluid zum Erhöhen der Temperatur des Wärmetauschers durch das Temperierfluid-Heizmittel aufgeheizt wird. Das Temperierfluid-Heizmittel kann insbesondere in Form eines Temperiermittels zur Verfügung gestellt sein, dass in gattungsgemäßen Elektrofahrzeugen ohnehin zur Konditionierung des Temperierfluids und dadurch zur Konditionierung der Temperatur der Antriebsbatterie ausgestaltet ist. Erfindungsgemäß kann das Temperierfluid-Heizmittel nun angesteuert werden, um nach dem elektrischen Laden das Temperierfluid dahingehend zu erhitzen, dass die Temperatur des Wärmetauschers auf den gewünschten Wert erhöht wird. Unter dem Batteriekreis kann ein Fluidkreislauf zum Rezirkulieren des Temperierfluids durch die Antriebsbatterie und/oder zur Antriebsbatterie hin, von dieser weg und wieder zurück zur Antriebsbatterie hin, verstanden werden. Die Positionierung stromaufwärts des Wärmetauschers soll insbesondere mit Bezug auf die Strömungsrichtung des Temperiermittels während einer Temperierung der Antriebsbatterie durch das Temperiermittel verstanden werden.Furthermore, it is possible that in a method according to the present invention in the battery circuit upstream of the hot side a tempering fluid heating means is configured and the tempering fluid is heated to increase the temperature of the heat exchanger by the tempering fluid heating means. The tempering fluid heating means can be made available in particular in the form of a tempering means that is configured in generic electric vehicles anyway for conditioning the tempering fluid and thereby for conditioning the temperature of the drive battery. According to the invention, the tempering fluid heating means can now be controlled in order to heat the tempering fluid after electrical charging in such a way that the temperature of the heat exchanger is increased to the desired value. The battery circuit can be understood as a fluid circuit for recirculating the tempering fluid through the drive battery and/or to the drive battery, away from it and back to the drive battery. The positioning upstream of the heat exchanger should be understood in particular with reference to the direction of flow of the temperature control medium during temperature control of the drive battery by the temperature control medium.

Außerdem ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, dass das durch das Temperierfluid-Heizmittel aufgeheizte Temperierfluid zum Aufheizen des Wärmetauschers mit einer Strömungsgeschwindigkeit durch die heiße Seite gefördert wird, die geringer als eine Strömungsgeschwindigkeit des Temperierfluids bei einer vordefinierten Temperierung der Antriebsbatterie durch das Temperierfluid, also beispielsweise während des elektrischen Ladens der Antriebsbatterie, ist. Anders ausgedrückt, die Strömungsgeschwindigkeit soll während des Erhöhens der Temperatur des Wärmetauschers nach dem Schnellladen möglichst gering sein und wird deshalb kleiner als während eines Normalbetriebs des Wärmetauschers, beispielsweise während des elektrischen Ladens der Antriebsbatterie, eingestellt. Damit kann verhindert werden, dass während des Aufwärmens des Wärmetauschers übermäßig heißes Temperierfluid zur Antriebsbatterie gelangt und dort aufgrund einer zu hohen Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der Antriebsbatterie und der Temperatur des Temperierfluids Schäden an der Antriebsbatterie verursacht. Hierbei sollte der Wärmetauscher mit Bezug auf die Strömungsrichtung des Temperierfluids stromaufwärts der Antriebsbatterie angeordnet sein und das Temperierfluid-Heizmittel stromaufwärts der heißen Seite des Wärmetauschers angeordnet sein. Unter der vordefinierten bzw. vordefinierbaren Temperierung ist insbesondere eine gezielte bzw. bewusste Temperierung der Antriebsbatterie während des elektrischen Ladens der Antriebsbatterie und/oder während eines Fahrtbetriebs des Elektrofahrzeugs zu verstehen.In a method according to the invention, it is also possible for the temperature control fluid heated by the temperature control fluid heating means to be conveyed through the hot side at a flow rate for heating the heat exchanger that is less than a flow rate of the temperature control fluid for a predefined temperature control of the drive battery through the temperature control fluid, i.e for example during the electrical charging of the traction battery. In other words, the flow rate should be as low as possible during the increase in the temperature of the heat exchanger after rapid charging and is therefore set lower than during normal operation of the heat exchanger, for example during electrical charging of the traction battery. This can prevent excessively hot temperature control fluid from reaching the drive battery while the heat exchanger is heating up and causing damage to the drive battery there due to an excessive temperature difference between the temperature of the drive battery and the temperature of the temperature control fluid. In this case, the heat exchanger should be arranged upstream of the drive battery with respect to the direction of flow of the tempering fluid, and the tempering fluid heating means should be arranged upstream of the hot side of the heat exchanger. The predefined or predefinable temperature control is to be understood in particular as a targeted or conscious temperature control of the drive battery while the drive battery is being electrically charged and/or while the electric vehicle is being driven.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass der Batteriekreis eine Bypass-Leitung zum Leiten des Temperierfluids vorbei an der Antriebsbatterie aufweist, wobei das Temperierfluid während des Aufheizen des Wärmetauschers durch das aufgeheizte Temperierfluid durch die Bypass-Leitung vorbei an der Antriebsbatterie geleitet wird. Damit kann zuverlässig verhindert werden, dass während des Aufwärmens des Wärmetauschers zu heißes Temperierfluid zur Antriebsbatterie gelangt und dort aufgrund einer zu hohen Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der Antriebsbatterie und der Temperatur des Temperierfluids Schäden an der Antriebsbatterie verursacht. Durch die Bypass-Leitung kann das Temperiermittel in einem Batteriekreis gefördert werden, der durch geeignete Schaltelemente, insbesondere Ventile, so beschaffen ist, dass das Temperiermittel die Antriebsbatterie während des Betriebs zum Erhöhen der Temperatur des Wärmetauschers den Wärmetauscher nicht erreicht.According to a further embodiment variant of the present invention, it is possible for the battery circuit to have a bypass line for conducting the temperature control fluid past the drive battery, with the temperature control fluid being routed through the bypass line past the drive battery during the heating of the heat exchanger by the heated temperature control fluid will. It can thus be reliably prevented that too hot tempering fluid reaches the drive battery while the heat exchanger is heating up and causes damage to the drive battery there due to an excessive temperature difference between the temperature of the drive battery and the temperature of the tempering fluid. The temperature control medium can be conveyed through the bypass line in a battery circuit, which is designed by suitable switching elements, in particular valves, so that the temperature control medium does not reach the drive battery during operation to increase the temperature of the heat exchanger.

Darüber hinaus ist es bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass die Temperatur des Wärmetauschers im Elektrofahrzeug erhöht wird, wenn das Elektrofahrzeug steht, insbesondere nur dann, wenn das Elektrofahrzeug steht und/oder wenn die Antriebsbatterie keinen Strom und/oder keine Spannung zum Antreiben des Elektrofahrzeugs abgibt. Das heißt, die Temperatur des Wärmetauschers wird im Elektrofahrzeug möglichst nur dann erhöht, wenn das Elektrofahrzeug außer Betrieb ist. Dadurch kann verhindert werden, dass das Thermomanagement der Antriebsbatterie beeinflusst wird und damit Schäden an der Antriebsbatterie und/oder dem Elektrofahrzeug verursacht werden. Besonders bevorzugt wird das Verfahren durchgeführt, wenn das Elektrofahrzeug an einer Ladevorrichtung zum elektrischen Laden der Antriebsbatterie angeschlossen ist, sodass die Heizenergie nicht die Reichweite und/oder den Ladezustand der Antriebsbatterie beeinflusst.In addition, it is possible with a method according to the present invention that the temperature of the heat exchanger in the electric vehicle is increased when the electric vehicle is stationary, in particular only when the electric vehicle is stationary and/or when the drive battery has no current and/or no voltage to the Driving the electric vehicle emits. That is, the temperature of the heat exchanger is possible in the electric vehicle only increased when the electric vehicle is not in operation. This can prevent the thermal management of the drive battery from being influenced and thus causing damage to the drive battery and/or the electric vehicle. The method is particularly preferably carried out when the electric vehicle is connected to a charging device for electrically charging the drive battery, so that the heating energy does not affect the range and/or the state of charge of the drive battery.

Von weiterem Vorteil kann es sein, wenn bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung in der Kühlleitung stromabwärts der kalten Seite ein Ventil zum Auslassen des Heizfluids in die Umgebung der Kühlleitung ausgestaltet ist und das Heizfluid durch das Ventil in die Umgebung der Kühlleitung ausgegeben wird. Mittels des Ventils kann der Wärmetauscher auf der kalten Seite während des Erhöhens der Temperatur des Wärmetauschers belüftet und/oder entlüftet werden. Durch das Ventil kann außerdem das Kühlfluid während des elektrischen Ladens der Antriebsbatterie geleitet werden. Das Ventil kann hierzu als Zwei-Wege-Ventil ausgestaltet sein, wobei während des elektrischen Ladens das Kühlfluid durch das Ventil geleitet werden kann und nach dem elektrischen Laden und während des Erhöhens der Temperatur des Wärmetauschers mittels der vorstehend beschriebenen Luft oder Heißluft diese Luft bzw. Heißluft durch das Ventil oder über das Ventil in die Umgebung der Kühlleitung und/oder in die Umgebung der Temperiervorrichtung geleitet werden kann. Durch die Verwendung des Ventils kann während des elektrischen Ladens der Antriebsbatterie verhindert werden, das Wasser aus einer sonst nötigen Belüftungsöffnung austritt. Das Ventil kann insbesondere dahingehend gesteuert werden, dass eine Kopplung einer Belüftungsöffnung in der Kühlleitung mit einem Wasserablauf der Belüftungsöffnung möglich ist. In diesem Fall müsste die Kühlleitung nur eine Auslassöffnung aufweisen, welche beide Funktionen übernehmen kann.It can be of further advantage if, in a method according to the present invention, a valve for discharging the heating fluid into the area surrounding the cooling line is configured in the cooling line downstream of the cold side and the heating fluid is discharged through the valve into the area surrounding the cooling line. By means of the valve, the heat exchanger can be aerated and/or vented on the cold side while the temperature of the heat exchanger is being increased. In addition, the cooling fluid can be routed through the valve during the electrical charging of the traction battery. For this purpose, the valve can be designed as a two-way valve, whereby the cooling fluid can be passed through the valve during electrical charging and this air or Hot air can be passed through the valve or via the valve into the area surrounding the cooling line and/or into the area surrounding the temperature control device. By using the valve, water can be prevented from escaping from an otherwise necessary ventilation opening while the traction battery is being charged electrically. In particular, the valve can be controlled in such a way that a ventilation opening in the cooling line can be coupled to a water outlet of the ventilation opening. In this case, the cooling line would have to have only one outlet opening, which can assume both functions.

Bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist es zudem möglich, dass in der Kühlleitung stromaufwärts der kalten Seite ein Gebläse angeordnet ist und das Heizfluid mittels des Gebläses durch die Kühlleitung gefördert wird. Durch das Gebläse kann die Luft zum Erwärmen des Wärmetauschers und damit zum Austrockenen der kalten Seite des Wärmetauschers effektiv durch die kalte Seite des Wärmetauschers geleitet werden. Als Gebläse kann ein Gebläse verwendet werden, dass als Teil der externen Ladeeinheit bzw. Ladesäule bereitgestellt ist. Durch diese Auslagerung von Funktionsbauteilen in die Ladeeinheit können im Elektrofahrzeug Gewicht und Kosten gespart werden. Außerdem kann das Gebläse in der externen Ladeeinheit größer und entsprechend leistungsstärker als in einem gewöhnlichen Elektrofahrzeug zur Verfügung gestellt werden. Gleichwohl ist es möglich, dass das Gebläse als Teil einer Lüftungsanlage und/oder Klimaanlage des Elektrofahrzeugs verwendet wird. Damit kann eine höhere Flexibilität beim Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geschaffen werden. Dies kann durch eine Leitung, beispielsweise mit einem Schlauch, realisiert werden, der einen Teilmassenstrom des Luftvolumenstroms der Lüftungs- und/oder Klimaanlage durch die kalte Seite des Wärmetauschers leitet. Ein Ansaugbereich stromaufwärts des Gebläses ist bevorzugt mit einem Filter versehen, durch welchen der Wärmetauscher vor Staub, Schmutz und eine daraus resultierende Beschädigung und/oder Verringerung der Leistung geschützt werden kann.In a method according to the present invention, it is also possible for a fan to be arranged in the cooling line upstream of the cold side and for the heating fluid to be conveyed through the cooling line by means of the fan. The air for heating the heat exchanger and thus for drying out the cold side of the heat exchanger can be effectively guided through the cold side of the heat exchanger by the fan. A fan that is provided as part of the external charging unit or charging station can be used as the fan. By relocating functional components to the charging unit in this way, weight and costs can be saved in the electric vehicle. In addition, the blower in the external charging unit can be larger and correspondingly more powerful than in a conventional electric vehicle. It is nevertheless possible for the fan to be used as part of a ventilation system and/or air conditioning system of the electric vehicle. Greater flexibility can thus be created when carrying out the method according to the invention. This can be implemented by a line, for example with a hose, which directs a partial mass flow of the air volume flow of the ventilation and/or air conditioning system through the cold side of the heat exchanger. An intake area upstream of the fan is preferably provided with a filter, by means of which the heat exchanger can be protected from dust, dirt and damage and/or reduction in performance resulting therefrom.

In der Kühlleitung stromaufwärts der kalten Seite kann ein Heizfluid-Heizmittel zum Aufheizen des Heizfluids angeordnet sein, wobei das Heizfluid bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zum Erhöhen der Temperatur des Wärmetauschers durch das Heizfluid-Heizmittel aufgeheizt werden kann. Damit kann das Heizfluid in Form der Umgebungsluft auf eine gewünschte Temperatur aufgeheizt werden, bevor es durch die kalte Seite des Wärmetauschers geleitet wird. Das Heizfluid-Heizmittel kann stromaufwärts und/oder stromabwärts des Gebläses angeordnet sein. Durch die aufgeheizte Luft kann nicht nur die Restfeuchte auf der kalten Seite des Wärmetauschers besser entfernt werden. Zudem kann die relative Feuchte der verwendeten Umgebungsluft reduziert werden, um dadurch einen verbesserten Trocknungseffekt zu erzielen.A heating fluid heating means for heating the heating fluid may be arranged in the cooling line upstream of the cold side, wherein the heating fluid may be heated by the heating fluid heating means in a method according to the present invention for raising the temperature of the heat exchanger. The heating fluid in the form of the ambient air can thus be heated to a desired temperature before it is routed through the cold side of the heat exchanger. The heating fluid heating means may be located upstream and/or downstream of the fan. The heated air not only makes it easier to remove the residual moisture on the cold side of the heat exchanger. In addition, the relative humidity of the ambient air used can be reduced in order to achieve an improved drying effect.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Wärmetauscher oder zumindest ein Teil des Wärmetauschers bevorzugt auf eine Temperatur von über 60°C, insbesondere auf über 80°C, bevorzugt auf über 100°C, aufgeheizt. Bei einer Temperatur von über 60°C kann die kalte Seite des Wärmetauschers bereits effektiv desinfiziert werden. Bei einer Temperatur von über 80°C kann ein Großteil der Wasserrückstände im Wärmetauscher verdampft werden. Bei einer Temperatur von über 100°C kann Restwasser im und/oder am Wärmetauscher vollständig verdampft werden. Temperaturen von über 100°C werden insbesondere durch eine entsprechend hohe Temperierung des Temperierfluids im Batteriekreis durch das Temperierfluid-Heizmittel erreicht, wobei sich die hohe Temperatur auf der heißen Seite des Wärmetauschers anschließend entsprechend auf die kalte Seite des Wärmetauschers niederschlägt.In a method according to the invention, the heat exchanger or at least part of the heat exchanger is preferably heated to a temperature above 60°C, in particular above 80°C, preferably above 100°C. At a temperature of over 60°C, the cold side of the heat exchanger can already be effectively disinfected. At a temperature above 80°C, a large part of the water residue in the heat exchanger can be evaporated. At a temperature of over 100°C, residual water in and/or on the heat exchanger can be completely evaporated. Temperatures of over 100°C are achieved in particular by a correspondingly high tempering of the tempering fluid in the battery circuit by the tempering fluid heating means, with the high temperature on the hot side of the heat exchanger then being reflected accordingly on the cold side of the heat exchanger.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Temperiervorrichtung zum Kühlen einer Antriebsbatterie eines Elektrofahrzeugs zur Verfügung gestellt. Die Temperiervorrichtung weist einen Wärmetauscher mit einer heißen Seite und einer kalten Seite auf, wobei die heiße Seite als Teil eines Batteriekreises der Temperiervorrichtung zum Zuführen eines Temperierfluids zur Antriebsbatterie ausgestaltet ist und die kalte Seite als Teil einer Kühlleitung der Temperiervorrichtung zum Leiten eines Kühlfluids durch die kalte Seite ausgestaltet ist. Die Temperiervorrichtung ist zum Durchführen eines wie vorstehend beschriebenen Verfahrens konfiguriert und ausgestaltet. Damit bringt die erfindungsgemäße Temperiervorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben worden sind. Die Temperiervorrichtung kann als Bestandteil eines Elektrofahrzeugs bereitgestellt sein oder werden, welches als Teil der vorliegenden Erfindung betrachtet werden kann.According to a further aspect of the present invention, a temperature control device for cooling a drive battery of an electric vehicle is provided. The temperature control device The device has a heat exchanger with a hot side and a cold side, the hot side being designed as part of a battery circuit of the temperature control device for supplying a temperature control fluid to the drive battery and the cold side as part of a cooling line of the temperature control device for conducting a cooling fluid through the cold side is designed. The temperature control device is configured and designed to carry out a method as described above. The temperature control device according to the invention thus brings with it the same advantages as have been described in detail with reference to the method according to the invention. The temperature control device can be provided as part of an electric vehicle, which can be regarded as part of the present invention.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts durch einen Computer diesen veranlassen, das vorstehend beschriebene Verfahren auszuführen. Außerdem wird ein Speichermittel bereitgestellt, auf welchem ein solches Computerprogrammprodukt gespeichert ist. Das Computerprogrammprodukt kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache wie beispielsweise in JAVA, C++, C# und/oder Python implementiert sein. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem computerlesbaren Speichermedium wie einer Datendisk, einem Wechsellaufwerk, einem flüchtigen und insbesondere auf einem nichtflüchtigen Speicher, oder einem eingebauten Speicher/Prozessor abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie ein Steuergerät, insbesondere ein Steuergerät des Elektrofahrzeugs, derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogrammprodukt in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden und/oder sein, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen werden kann. Das Computerprogrammprodukt kann sowohl mittels einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen, d. h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden und/oder sein.A further aspect of the invention relates to a computer program product which comprises instructions which, when the computer program product is executed by a computer, cause the latter to execute the method described above. A storage medium is also provided, on which such a computer program product is stored. The computer program product may be implemented as computer-readable instruction code in any suitable programming language, such as JAVA, C++, C# and/or Python. The computer program product can be stored on a computer-readable storage medium such as a data disk, a removable drive, a volatile and in particular a non-volatile memory, or an integrated memory/processor. The instruction code can program a computer or other programmable devices such as a control unit, in particular a control unit of the electric vehicle, in such a way that the desired functions are carried out. Furthermore, the computer program product can be and/or be provided on a network such as the Internet, from which it can be downloaded by a user when required. The computer program product can be implemented both by means of software and by means of one or more special electronic circuits, i. H. be and/or be implemented in hardware or in any hybrid form, i.e. by means of software components and hardware components.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.Further measures improving the invention result from the following description of various exemplary embodiments of the invention, which are shown schematically in the figures. All of the features and/or advantages resulting from the claims, the description or the figures, including structural details and spatial arrangements, can be essential to the invention both on their own and in the various combinations.

Es zeigen jeweils schematisch:

  • 1 eine Antriebsbatterie mit einer Temperiervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 2 eine Antriebsbatterie mit einer Temperiervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 3 eine Antriebsbatterie mit einer Temperiervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 4 ein Elektrofahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung,
  • 5 ein erfindungsgemäßes Speichermittel mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt, und
  • 6 ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
They each show schematically:
  • 1 a drive battery with a temperature control device according to a first embodiment of the present invention,
  • 2 a drive battery with a temperature control device according to a second embodiment of the present invention,
  • 3 a drive battery with a temperature control device according to a third embodiment of the present invention,
  • 4 an electric vehicle with a temperature control device according to the invention,
  • 5 a storage means according to the invention with a computer program product stored thereon, and
  • 6 a flowchart for explaining a method according to a preferred embodiment of the present invention.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of operation are each provided with the same reference symbols in the figures.

1 zeigt eine Antriebsbatterie 10 mit einer Temperiervorrichtung 12 zum Kühlen der Antriebsbatterie 10 eines Elektrofahrzeugs 11 während eines Schnellladevorgangs zum Laden der Antriebsbatterie 10. Die Temperiervorrichtung 12 weist einen Wärmetauscher 13 mit einer heißen Seite 14 und einer kalten Seite 15 auf, wobei die heiße Seite 14 als Teil eines Batteriekreises 16 der Temperiervorrichtung 12 zum Zuführen eines Temperierfluids zur Antriebsbatterie 10 ausgestaltet ist und die kalte Seite 15 als Teil einer Kühlleitung 17 der Temperiervorrichtung 12 zum Leiten eines Kühlfluids durch die kalte Seite 15 ausgestaltet ist. Die gezeigte Temperiervorrichtung 12 weist ferner eine Pumpe 26 zum Rezirkulieren des Temperiermittels im Batteriekreis 16 auf. Im Batteriekreis 16 ist stromaufwärts der heißen Seite 14 ein Temperierfluid-Heizmittel 19 in Form eines elektrischen Heizmittels ausgestaltet. Ferner weist der Batteriekreis 16 eine Bypass-Leitung 20 auf, um das Temperierfluid vorbei an der Antriebsbatterie 10 zu leiten. Hierzu sind im Batteriekreis 16 ein eingangsseitiges Zwei-Wege-Ventil 28 an der Bypass-Leitung 20 und ein ausgangsseitiges Zwei-Wege-Ventil 29 an der Bypass-Leitung 20 ausgestaltet. In der Kühlleitung 17 ist stromabwärts der kalten Seite 15 ein weiteres Ventil 21 in Form eines Zwei-Wege-Ventils ausgestaltet. In der Kühlleitung 17 ist stromaufwärts der kalten Seite 15 ein Gebläse 22 angeordnet. Stromaufwärts des Gebläses 22 ist ein Luftfilter 27 angeordnet. Darüber hinaus ist in der Kühlleitung 17 stromaufwärts der kalten Seite 15 und stromabwärts des Gebläses 22 ein Heizfluid-Heizmittel 31 zum Aufheizen des Heizfluids bzw. der Umgebungsluft zum Erzeugen von Heißluft angeordnet. Stromaufwärts der kalten Seite 15 ist ein weiteres Zwei-Wege-Ventil 30 angeordnet, durch welches über eine Kühlmittelleitung 32 während des elektrischen Ladens der Antriebsbatterie 10 das Kühlfluid durch die kalte Seite 15 geleitet werden kann. 1 shows a drive battery 10 with a temperature control device 12 for cooling the drive battery 10 of an electric vehicle 11 during a rapid charging process for charging the drive battery 10. The temperature control device 12 has a heat exchanger 13 with a hot side 14 and a cold side 15, with the hot side 14 as a Part of a battery circuit 16 of the temperature control device 12 is designed for supplying a temperature control fluid to the drive battery 10 and the cold side 15 is designed as part of a cooling line 17 of the temperature control device 12 for conducting a cooling fluid through the cold side 15 . The temperature control device 12 shown also has a pump 26 for recirculating the temperature control medium in the battery circuit 16 . A tempering fluid heating means 19 in the form of an electrical heating means is configured in the battery circuit 16 upstream of the hot side 14 . Furthermore, the battery circuit 16 has a bypass line 20 in order to conduct the tempering fluid past the drive battery 10 . For this purpose, an input-side two-way valve 28 on the bypass line 20 and an output-side two-way valve 29 on the bypass line 20 are configured in the battery circuit 16 . A further valve 21 in the form of a two-way valve is configured in the cooling line 17 downstream of the cold side 15 . A fan 22 is arranged in the cooling line 17 upstream of the cold side 15 . An air filter 27 is arranged upstream of the blower 22 . In addition, a heating fluid heating means 31 for heating the heating fluid or the ambient air to generate hot air is arranged in the cooling line 17 upstream of the cold side 15 and downstream of the fan 22 net. A further two-way valve 30 is arranged upstream of the cold side 15 , through which the cooling fluid can be conducted through the cold side 15 via a coolant line 32 during the electrical charging of the drive battery 10 .

In 2 ist eine Temperiervorrichtung 12 gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Gemäß dieser Ausführungsform ist am Wärmetauscher 13, genauer gesagt an der heißen Seite 14 des Wärmetauschers, ein Wärmetauscher-Heizmittel 18 in Form eines elektrischen Heizmittels angeordnet. Auf die Bypass-Leitung 20 kann damit verzichtet werden.In 2 a temperature control device 12 according to a second embodiment is shown. According to this embodiment, a heat exchanger heating means 18 in the form of an electrical heating means is arranged on the heat exchanger 13, more precisely on the hot side 14 of the heat exchanger. The bypass line 20 can thus be dispensed with.

3 zeigt eine Temperiervorrichtung 10 gemäß einer dritten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform wurde sowohl auf die Bypass-Leitung 20 als auch auf das Wärmetauscher-Heizmittel 18 verzichtet. Der Wärmetauscher 13 wird hier durch ein Aufheizen des Temperierfluids im Batteriekreis 16 durch das Temperierfluid-Heizmittel 19 erhitzt bzw. auf die gewünschte Temperatur gebracht. Um zu verhindern, dass das heiße Temperierfluid zur Antriebsbatterie 10 gelangt und diese dadurch schädigt, wird das Temperierfluid durch die Pumpe 26 nur sehr langsam durch den Wärmetauscher 13 bzw. durch die heiße Seite 14 gefördert. 3 shows a temperature control device 10 according to a third embodiment. In this embodiment, both the bypass line 20 and the heat exchanger heating means 18 have been omitted. The heat exchanger 13 is here heated or brought to the desired temperature by heating the temperature control fluid in the battery circuit 16 by the temperature control fluid heating means 19 . In order to prevent the hot tempering fluid from reaching the drive battery 10 and thereby damaging it, the tempering fluid is conveyed by the pump 26 only very slowly through the heat exchanger 13 or through the hot side 14 .

In 4 ist ein Elektrofahrzeug 11 mit einem Elektromotor 33 und einer Antriebsbatterie 10 zur Strom- und Spannungsversorgung des Elektromotors 33 gezeigt. Das Elektrofahrzeug (11) weist ferner eine wie vorstehend beschriebene Temperiervorrichtung 12 zum Temperieren der Antriebsbatterie 10 auf. Außerdem weist das Elektrofahrzeug 11 ein Steuergerät 25 auf, das zum Ansteuern und/oder Einstellen der Temperiervorrichtung 12 mit der Temperiervorrichtung 12 in Signalverbindung steht.In 4 an electric vehicle 11 with an electric motor 33 and a drive battery 10 for supplying current and voltage to the electric motor 33 is shown. The electric vehicle (11) also has a temperature control device 12, as described above, for controlling the temperature of the drive battery 10. In addition, the electric vehicle 11 has a control device 25 which has a signal connection to the temperature control device 12 for the purpose of controlling and/or setting the temperature control device 12 .

5 zeigt ein nichtflüchtiges Speichermittel 24, auf welchem ein Computerprogrammprodukt 23 gespeichert ist, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts 23 durch einen Computer, beispielsweise in Form des Steuergerätes 25, diesen bzw. dieses veranlassen, das anschließend mit Bezug auf 6 beschriebene Verfahren auszuführen. 5 shows a non-volatile memory means 24 on which a computer program product 23 is stored, which includes instructions which, when the computer program product 23 is executed by a computer, for example in the form of the control device 25, cause this or this, which is subsequently referred to with reference to 6 carry out the procedures described.

Mit Bezug auf 6 wird nun das Verfahren zum Kontrollieren bzw. Einstellen der Temperiervorrichtung 12 bei einem Ladevorgang der Antriebsbatterie 10 des Elektrofahrzeugs 11 erläutert. In einem ersten Schritt S1 wird hierbei zunächst die Antriebsbatterie 10 geladen. Genauer gesagt wird ein Schnellladevorgang durchgeführt. Hierbei wird die Antriebsbatterie 10 mittels der Temperiervorrichtung 12 gekühlt. Sobald das elektrische Laden und somit auch das zusätzliche Kühlen der Antriebsbatterie 10 abgeschlossen sind, wird in einem zweiten Schritt S2 die Temperatur des Wärmetauschers 13 zum Entfernen oder zumindest zum Reduzieren von Restwasser am und/oder im Wärmetauscher 13 erhöht. Genauer gesagt wird hierbei der Wärmetauscher 13 oder zumindest ein Teil des Wärmetauschers 13 auf eine Temperatur von über 60°C erhöht.Regarding 6 the method for checking or adjusting the temperature control device 12 during a charging process of the drive battery 10 of the electric vehicle 11 will now be explained. In a first step S1, the drive battery 10 is initially charged. More specifically, a fast charging process is performed. In this case, the drive battery 10 is cooled by means of the temperature control device 12 . As soon as the electrical charging and thus also the additional cooling of the drive battery 10 are completed, the temperature of the heat exchanger 13 is increased in a second step S2 in order to remove or at least reduce residual water on and/or in the heat exchanger 13 . To put it more precisely, the heat exchanger 13 or at least part of the heat exchanger 13 is increased to a temperature of over 60° C. in this case.

Die Erfindung lässt neben den dargestellten Ausführungsformen weitere Gestaltungsgrundsätze zu. Das heißt, die Erfindung soll nicht auf die mit Bezug auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt betrachtet werden.In addition to the illustrated embodiments, the invention permits further design principles. That is, the invention should not be considered limited to the exemplary embodiments explained with reference to the figures.

Die Temperiervorrichtung 12 kann beispielsweise ausschließlich im Elektrofahrzeug 11 und/oder zumindest teilweise in einer externen Ladeeinheit, beispielsweise in Form einer Ladesäule, zum elektrischen Laden der Antriebsbatterie 10 des Elektrofahrzeugs 11, bereitgestellt und/oder ausgestaltet sein. Zum aktiven Erhöhen der Temperatur des Wärmetauschers 13 kann ein Heizfluid durch die kalte Seite 15 geleitet werden. Das Temperierfluid kann zum Erhöhen der Temperatur des Wärmetauschers 13 durch das Temperierfluid-Heizmittel 19 aufgeheizt werden. Das Temperierfluid kann außerdem, während des Aufheizens des Wärmetauschers 13 durch das aufgeheizte Temperierfluid, wie in 1 gezeigt, durch die Bypass-Leitung 20 vorbei an der Antriebsbatterie 10 geleitet werden. Ferner ist es möglich, dass die Temperatur des Wärmetauschers 13 im Elektrofahrzeug 11 nur dann erhöht wird, wenn das Elektrofahrzeug 11 steht bzw. nicht gefahren wird. Das Heizfluid kann durch das Ventil 21 in die Umgebung der Kühlleitung 17 ausgegeben werden. Darüber hinaus kann das Heizfluid mittels des Gebläses 22 durch die Kühlleitung 17 gefördert werden und/oder zum Erhöhen der Temperatur des Wärmetauschers 13 durch das Heizfluid-Heizmittel 31 aufgeheizt werden. In einem System gemäß 2 kann der Wärmetauscher 13 nach dem Laden der Antriebsbatterie 10 durch das Wärmetauscher-Heizmittel 18 aufgeheizt werden. Bei einer Ausführungsform gemäß 3 ist es möglich, dass das durch das Temperierfluid-Heizmittel 19 aufgeheizte Temperierfluid zum Aufheizen des Wärmetauschers 13 mit einer Strömungsgeschwindigkeit durch die heiße Seite 14 gefördert wird, die geringer als eine Strömungsgeschwindigkeit des Temperierfluids durch den Batteriekreis 16 während des elektrischen Ladens der Antriebsbatterie 10 ist.The temperature control device 12 can, for example, be provided and/or configured exclusively in the electric vehicle 11 and/or at least partially in an external charging unit, for example in the form of a charging station, for electrically charging the drive battery 10 of the electric vehicle 11 . A heating fluid can be passed through the cold side 15 to actively increase the temperature of the heat exchanger 13 . The tempering fluid can be heated by the tempering fluid heating means 19 to increase the temperature of the heat exchanger 13 . The tempering fluid can also, during the heating of the heat exchanger 13 by the heated tempering fluid, as in 1 shown, are routed through the bypass line 20 past the drive battery 10 . Furthermore, it is possible that the temperature of the heat exchanger 13 in the electric vehicle 11 is only increased when the electric vehicle 11 is stationary or not being driven. The heating fluid can be discharged through the valve 21 into the surroundings of the cooling line 17 . In addition, the heating fluid can be conveyed through the cooling line 17 by means of the blower 22 and/or can be heated by the heating fluid heating means 31 in order to increase the temperature of the heat exchanger 13 . In a system according to 2 For example, the heat exchanger 13 can be heated by the heat exchanger heating means 18 after the traction battery 10 has been charged. In an embodiment according to FIG 3 it is possible for the temperature control fluid heated by the temperature control fluid heating means 19 to heat up the heat exchanger 13 to be conveyed through the hot side 14 at a flow rate that is lower than a flow rate of the temperature control fluid through the battery circuit 16 during the electrical charging of the traction battery 10.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Antriebsbatterietraction battery
1111
Elektrofahrzeugelectric vehicle
1212
Temperiervorrichtungtemperature control device
1313
Wärmetauscherheat exchanger
1414
heiße Seitehot side
1515
kalte Seitecold side
1616
Batteriekreisbattery circuit
1717
Kühlleitungcooling line
1818
Wärmetauscher-HeizmittelHeat Exchanger Heating Means
1919
Temperierfluid-HeizmittelTempering fluid heating means
2020
Bypass-Leitungbypass line
2121
VentilValve
2222
Gebläsefan
2323
Computerprogrammproduktcomputer program product
2424
Speichermittelstorage means
2525
Steuergerätcontrol unit
2626
Pumpepump
2727
Luftfilterair filter
2828
Zwei-Wege-VentilTwo way valve
2929
Zwei-Wege-VentilTwo way valve
3030
Zwei-Wege-VentilTwo way valve
3131
Heizfluid-Heizmittelheating fluid heating means
3232
Kühlmittelleitungcoolant line
3333
Elektromotorelectric motor
S1S1
Schritt 1 (Laden der Antriebsbatterie)Step 1 (Charging the traction battery)
S2S2
Schritt 2 (Erhöhung der Temperatur des Wärmetauschers)Step 2 (increasing the temperature of the heat exchanger)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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Claims (14)

Verfahren zum Kontrollieren einer Temperiervorrichtung (12) bei einem Ladevorgang einer Antriebsbatterie (10) eines Elektrofahrzeugs (11), aufweisend die Schritte: - elektrisches Laden der Antriebsbatterie (10), und - Kühlen der Antriebsbatterie (10) während des Ladens mittels der Temperiervorrichtung (12), wobei die Temperiervorrichtung (12) einen Wärmetauscher (13) mit einer heißen Seite (14) und einer kalten Seite (15) aufweist, die heiße Seite (14) als Teil eines Batteriekreises (16) zum Zuführen eines Temperierfluids zur Antriebsbatterie (10) ausgestaltet ist und die kalte Seite (15) als Teil einer Kühlleitung (17) zum Leiten eines Kühlfluids durch die kalte Seite (15) ausgestaltet ist, wobei - die Temperatur des Wärmetauschers (13) nach dem elektrischen Laden der Antriebsbatterie (10) aktiv erhöht wird.Method for controlling a temperature control device (12) when charging a drive battery (10) of an electric vehicle (11), comprising the steps: - electric charging of the traction battery (10), and - Cooling of the drive battery (10) during charging by means of the temperature control device (12), the temperature control device (12) having a heat exchanger (13) with a hot side (14) and a cold side (15), the hot side (14) is designed as part of a battery circuit (16) for supplying a temperature control fluid to the drive battery (10) and the cold side (15) is designed as part of a cooling line (17) for conducting a cooling fluid through the cold side (15), wherein - the temperature of the heat exchanger (13) after the electrical charging of the traction battery (10) is actively increased. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erhöhen der Temperatur des Wärmetauschers (13) ein Heizfluid durch die kalte Seite (15) geleitet wird.procedure after claim 1 , characterized in that for increasing the temperature of the heat exchanger (13) a heating fluid is passed through the cold side (15). Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Wärmetauscher (13) ein Wärmetauscher-Heizmittel (18) angeordnet ist und der Wärmetauscher (13) nach dem Laden der Antriebsbatterie (10) durch das Wärmetauscher-Heizmittel (18) aufgeheizt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a heat exchanger heating means (18) is arranged on the heat exchanger (13) and the heat exchanger (13) is heated by the heat exchanger heating means (18) after the drive battery (10) has been charged. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Batteriekreis (16) stromaufwärts der heißen Seite ein Temperierfluid-Heizmittel (19) ausgestaltet ist und das Temperierfluid zum Erhöhen der Temperatur des Wärmetauschers (13) durch das Temperierfluid-Heizmittel (19) aufgeheizt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a temperature control fluid heating means (19) is configured in the battery circuit (16) upstream of the hot side and the temperature control fluid is heated by the temperature control fluid heating means (19) to increase the temperature of the heat exchanger (13). will. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das durch das Temperierfluid-Heizmittel (19) aufgeheizte Temperierfluid zum Aufheizen des Wärmetauschers (13) mit einer Strömungsgeschwindigkeit durch die heiße Seite (14) gefördert wird, die geringer als eine Strömungsgeschwindigkeit des Temperierfluids bei einer vordefinierten Temperierung der Antriebsbatterie (10) durch das Temperierfluid ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature control fluid heated by the temperature control fluid heating means (19) is conveyed through the hot side (14) at a flow rate for heating the heat exchanger (13) which is lower than a flow rate of the temperature control fluid a predefined temperature control of the drive battery (10) by the temperature control fluid. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Batteriekreis (16) eine Bypass-Leitung (20) zum Leiten des Temperierfluids vorbei an der Antriebsbatterie (10) aufweist, wobei das Temperierfluid während des Aufheizen des Wärmetauschers (13) durch das aufgeheizte Temperierfluid durch die Bypass-Leitung (20) vorbei an der Antriebsbatterie (10) geleitet wird.Procedure according to one of claims 3 until 5 , characterized in that the battery circuit (16) has a bypass line (20) for conducting the tempering fluid past the drive battery (10), the tempering fluid during the heating of the heat exchanger (13) by the heated tempering fluid through the bypass line (20) is routed past the drive battery (10). Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Wärmetauschers (13) im Elektrofahrzeug (11) erhöht wird, wenn das Elektrofahrzeug (11) steht.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature of the heat exchanger (13) in the electric vehicle (11) is increased when the electric vehicle (11) is stationary. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kühlleitung (17) stromabwärts der kalten Seite (15) ein Ventil (21) ausgestaltet ist und das Heizfluid durch das Ventil (21) in die Umgebung der Kühlleitung (17) ausgegeben wird.Procedure according to one of claims 2 until 8th , characterized in that a valve (21) is provided in the cooling line (17) downstream of the cold side (15), and the heating fluid is discharged through the valve (21) to the surroundings of the cooling line (17). Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kühlleitung (17) stromaufwärts der kalten Seite (15) ein Gebläse (22) angeordnet ist und das Heizfluid mittels des Gebläses (22) durch die Kühlleitung (17) gefördert wird.Procedure according to one of claims 2 until 9 , characterized in that a fan (22) is arranged in the cooling line (17) upstream of the cold side (15) and the heating fluid is conveyed through the cooling line (17) by means of the fan (22). Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kühlleitung (17) stromaufwärts der kalten Seite (15) ein Heizfluid-Heizmittel (31) zum Aufheizen des Heizfluids angeordnet ist, wobei das Heizfluid zum Erhöhen der Temperatur des Wärmetauschers (13) durch das Heizfluid-Heizmittel (31) aufgeheizt wird.Procedure according to one of claims 2 until 10 , characterized in that a heating fluid heating means (31) for heating the heating fluid is arranged in the cooling line (17) upstream of the cold side (15), the heating fluid for increasing the temperature of the heat exchanger (13) by the heating fluid heating means ( 31) is heated up. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (13) auf eine Temperatur von über 60°C aufgeheizt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger (13) is heated to a temperature of over 60°C. Temperiervorrichtung (12) zum Kühlen einer Antriebsbatterie (10) eines Elektrofahrzeugs (11), aufweisend einen Wärmetauscher (13) mit einer heißen Seite (14) und einer kalten Seite (15), wobei die heiße Seite (14) als Teil eines Batteriekreises (16) der Temperiervorrichtung (12) zum Zuführen eines Temperierfluids zur Antriebsbatterie (10) ausgestaltet ist und die kalte Seite (15) als Teil einer Kühlleitung (17) der Temperiervorrichtung (12) zum Leiten eines Kühlfluids durch die kalte Seite (15) ausgestaltet ist, und wobei die Temperiervorrichtung (12) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche konfiguriert und ausgestaltet ist.Temperature control device (12) for cooling a drive battery (10) of an electric vehicle (11), having a heat exchanger (13) with a hot side (14) and a cold side (15), the hot side (14) being part of a battery circuit ( 16) of the temperature control device (12) is designed to supply a temperature control fluid to the drive battery (10) and the cold side (15) is designed as part of a cooling line (17) of the temperature control device (12) to conduct a cooling fluid through the cold side (15). , And wherein the temperature control device (12) is configured and designed to carry out a method according to any one of the preceding claims. Computerprogrammprodukt (23), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts (23) durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen.Computer program product (23), comprising instructions which, when the computer program product (23) is executed by a computer, cause the latter to carry out the method according to one of Claims 1 until 12 to execute. Speichermittel (24) mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt (23) nach Anspruch 14.Storage means (24) with a computer program product (23) stored thereon Claim 14 .
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