DE102015204667A1

DE102015204667A1 - Batterietemperierung mit Sorptionsmittel-Verdampfer-Elementen

Info

Publication number: DE102015204667A1
Application number: DE102015204667.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Bosch
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2016-09-22
Anticipated expiration: 2035-03-17
Also published as: DE102015204667B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batterietemperiersystem (1), insbesondere zur Temperierung eines Batteriesystems (100), beispielsweise eines Lithium-Batteriesystems. Um ein Batteriesystem (100) auf elektrische Energie sparende Weise zu temperieren, weist das Batterietemperiersystem (1) mindestens ein Sorptionsmittel-Verdampfer-Element (10,20) auf, welches (10, 20) ein Sorptionsmittel (11, 21) zur exothermen Sorption eines Sorptivs und ein Verdampfungsmaterial (12, 22) zum Verdampfen von Sorptiv umfasst. Dabei ist zwischen dem Sorptionsmittel (11, 21) und dem Verdampfungsmaterial (12, 22) eine Dampfkanäle (13a, 23a) aufweisende Trennschicht (13, 23) angeordnet, wobei dem Verdampfungsmaterial (12, 22) Sorptiv durch eine Sorptivzufuhr (14, 24) zuführbar ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren sowie ein entsprechendes Batteriesystem (100), Betriebsverfahren und Steuergerät.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batterietemperiersystem, ein Herstellungsverfahren, ein Batteriesystem, ein Betriebsverfahren sowie ein elektronisches Steuergerät.
Stand der Technik
In Fahrzeugen mit Elektroantrieb, wie Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen, werden wiederaufladbare Traktions-Batteriesysteme, wie Lithium-Ionen-Batteriesysteme, zum Fahrzeugantrieb eingesetzt.
Die Druckschrift DE 10 2010 004 110 A1 beschreibt einen elektrochemischen Energiespeicher mit mindestens einer in einem Zellgehäuse angeordneten elektrochemischen Zelle, wobei wenigstens ein, eine endotherme Reaktion ausführendes Kühlmittel vorgesehen ist.
Die Druckschrift DE 10 2009 045 271 A1 beschreibt ein Energiespeichersystem mit Batteriezellen, welche in einem ersten Behälter aufgenommen sind. Dabei ist der erste Behälter von einem zweiten Behälter durch ein Trennelement getrennt, welches die Herstellung einer Druckdifferenz für eine Gasexpansion aus dem ersten Behälter in den zweiten Behälter ermöglicht.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Batterietemperiersystem, insbesondere zur Temperierung eines Batteriesystems, welches mindestens ein Sorptionsmittel-Verdampfer-Element umfasst. Insbesondere kann das Batterietemperiersystem zur Temperierung einer Traktionsbatterie und/oder einer Starterbatterie eines Fahrzeugs, zum Beispiel eines Elektrofahrzeugs und/oder eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor und/oder eines Hybridfahrzeugs, ausgelegt sein. Beispielsweise kann das Batterietemperiersystem zur Temperierung eines Lithium-Batteriesystems, zum Beispiel eines Lithium-Ionen-Batteriesystems, ausgelegt sein.
Dabei umfasst das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Element insbesondere ein Sorptionsmittel zur exothermen Sorption eines Sorptivs und ein Verdampfungsmaterial zum Verdampfen von Sorptiv. Zwischen dem Sorptionsmittel und dem Verdampfungsmaterial ist dabei insbesondere eine Dampfkanäle aufweisende Trennschicht angeordnet. Dem Verdampfungsmaterial ist dabei insbesondere durch eine Sorptivzufuhr Sorptiv zuführbar.
Dabei bedient sich die Erfindung insbesondere der Erzeugung von Kälte durch Verdampfung und/oder der Erzeugung von Wärme durch Sorption, beispielsweise Adsorption und/oder Absorption. Insbesondere kann dabei das Phänomen der Verdampfungskühlung zur Erzeugung von Kälte, insbesondere zur Kühlung, und/oder das Phänomen der Sorptionswärme, beispielsweise der Zeolith-Wasser-Adsorption beziehungsweise -Absorption, zur Erzeugung von Wärme, insbesondere zur Heizung, genutzt werden.
Beispielsweise kann dadurch, dass dem Verdampfungsmaterial des Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements, insbesondere flüssiges, Sorptiv zugeführt wird, erzielt werden, dass das, insbesondere flüssige, Sorptiv an dem Verdampfungsmaterial verdampft. Das Verdampfen erfolgt dabei insbesondere endotherm beziehungsweise unter Wärmeaufnahme. Dadurch kann sich insbesondere das Verdampfungsmaterial abkühlen. Durch das Verdampfungsmaterial des Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements kann folglich ein Kühlen realisiert werden.
Durch die Dampfkanäle aufweisende Trennschicht, welche insbesondere dampfdurchlässig, zum Beispiel wasserdampfdurchlässig, und beispielsweise flüssigkeitsdicht sein kann, kann das, insbesondere dampfförmige, Sorptiv zu dem Sorptionsmittel des Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements strömen. Von dem Sorptionsmittel kann das Sorptiv insbesondere exotherm beziehungsweise unter Wärmeabgabe sorbiert werden. Dadurch kann sich insbesondere das Sorptionsmittel erwärmen. Durch das Sorptionsmittel des Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements kann folglich ein Heizen realisiert werden. Durch die Dampfkanäle aufweisende Trennschicht kann dabei vorteilhafterweise zudem eine Wärmeübertragung von dem Sorptionsmittel auf das Verdampfungsmaterial reduziert werden.
Dadurch, dass das Verdampfungsmaterial des Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements dem Batteriesystem zugewandt angeordnet wird, kann das Batteriesystem durch das Sorptionsmittel-Verdampfer-Element gekühlt werden.
Dadurch, dass das Sorptionsmittel des Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements dem Batteriesystem zugewandt angeordnet wird, kann das Batteriesystem durch das Sorptionsmittel-Verdampfer-Element beheizt werden.
Ein Sorptionsmittel-Verdampfer-Element kann folglich – insbesondere je nach Anordnung – vorteilhafterweise sowohl zum Kühlen als auch zum Beheizen des Batteriesystems eingesetzt werden.
Das Kühlen beziehungsweise Beheizen kann dabei insbesondere durch die Sorptivzufuhr gesteuert werden, welche beispielsweise automatisch steuerbar beziehungsweise regelbar ausgelegt sein kann. Zum Beispiel kann die Sorptivzufuhr mit einem Absperrmittel öffenbar abgesperrt sein, beispielsweise wobei ein Öffnen des Absperrmittels automatisch steuerbar beziehungsweise regelbar ist. Das Öffnen des Absperrmittels kann beispielsweise mittels eines Thermomanagementsystems, welches beispielsweise in dem Batteriesystem oder für das Batteriesystem installiert sein kann, automatisch steuerbar beziehungsweise regelbar sein.
Insofern durch die Sorptivzufuhr dem Verdampfungsmaterial des Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements kein Sorptiv zugeführt wird, kann insbesondere kein Kühlen durch das Verdampfungsmaterial und kein Heizen durch das Sorptionsmittel erfolgen.
Insofern durch die Sorptivzufuhr dem Verdampfungsmaterial jedoch Sorptiv zugeführt wird, kann das Batteriesystem hingegen durch das Verdampfungsmaterial gekühlt oder durch das Sorptionsmittel beheizt werden.
Vorteilhafterweise wird dabei für das Kühlen als solches beziehungsweise das Heizen als solches, beispielsweise auch im Fall eines stehenden Fahrzeugs, keine elektrische Energie verbraucht. So braucht zum Kühlen beziehungsweise Heizen als solches vorteilhafterweise keine elektrische Energie, beispielsweise welche in dem Batteriesystem gespeichert wäre oder aus einer externen Energiequelle, beispielsweise dem öffentlichen Stromnetz, herangezogen werden könnte, verwendet werden. Lediglich für die Steuerung des Batterietemperiersystems wird dabei elektrische Energie benötigt, welche jedoch vorteilhafterweise vernachlässigbar gering ist.
Das Batterietemperiersystem ermöglicht es vorteilhafterweise die Temperatur eines Batteriesystems während dessen Betriebs in einem für den Betrieb optimalen Temperaturbereich, beispielsweise von etwa ≥ 5 °C bis etwa ≤ 40 °C, zu temperieren beziehungsweise zu halten. Beispielsweise kann durch das Batterietemperiersystem das Batteriesystem, insbesondere dessen Zellen, bei tiefen Temperaturen, zum Beispiel von unter 0 °C, insbesondere von unter –10 °C, auf eine Temperatur innerhalb des optimalen Temperaturbereichs, beispielsweise von 20 °C, erwärmt beziehungsweise bei hohen Temperaturen, zum Beispiel von über 35 °C, insbesondere von über 40 °C, auf eine Temperatur innerhalb des optimalen Temperaturbereichs abgekühlt werden.
So kann vorteilhafterweise eine kalendarische Alterung des Batteriesystems, welche beispielsweise bei Lithium-Ionen-Batterien bei höheren Temperaturen, zum Beispiel von > 40 °C, signifikant zunehmen kann, verringert und so wiederum die Lebensdauer des Batteriesystems, beispielsweise bis zum Erreichen eines Lebensdauerziels von 15 Jahren, erhöht werden. Zudem kann so vorteilhafterweise auch eine Alterung des Batteriesystem, beispielsweise in Folge einer Beaufschlagung mit hohen Entladeströmen bei tiefen Temperaturen, zum Beispiel von < 0 °C, verringert und auch so die Lebensdauer des Batteriesystems erhöht werden. Darüber hinaus kann so vorteilhafterweise die elektrische Leistung von Batteriezellen, beispielsweise von Lithium-Ionen-Batteriezellen, welche – beispielsweise aufgrund eines höheren Innenwiderstands und einer verminderten Stromabgabe – bei tiefen (Außen-)Temperaturen, zum Beispiel von < –10 °C, signifikant abnehmen kann, erhöht werden. So kann beispielsweise bei Fahrzeugen vorteilhafterweise erzielt werden, dass auch bei (Außen-)Temperaturen von unter –10 °C noch ein Kaltstartstrom bereitgestellt werden kann, welcher ausreichend hoch ist, um das Fahrzeug, beispielsweise eine Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeug und/oder einen Verbrennungsmotor eines Hybridfahrzeugs, zu starten.
Insgesamt kann so vorteilhafterweise ein Batteriesystem auf elektrische Energie sparende Weise temperiert und dadurch wiederum die Lebensdauer, die Sicherheit, die Zuverlässigkeit, der Lade-Entlade-Wirkungsgrad beziehungsweise der nutzbare Energieinhalt des Batteriesystems, beispielsweise eines Lithium-Ionen-Batteriesystems, verbessert werden.
Beispielsweise kann das Batterietemperiersystem mindestens ein, insbesondere zur Kühlung ausgelegtes, Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement aufweisen, insbesondere welches ein Sorptionsmittel zur exothermen Sorption eines Sorptivs, ein Verdampfungsmaterial zum Verdampfen von Sorptiv, eine zwischen dem Sorptionsmittel und dem Verdampfungsmaterial angeordnete, Dampfkanäle aufweisende Trennschicht und eine, beispielsweise mit einem Absperrmittel öffenbar abgesperrte, Sorptivzufuhr zum Zuführen von Sorptiv zum Verdampfungsmaterial umfasst.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Batterietemperiersystem mindestens ein, insbesondere zur Heizung ausgelegtes, Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement aufweisen, insbesondere welches ein Sorptionsmittel zur exothermen Sorption eines Sorptivs, ein Verdampfungsmaterial zum Verdampfen von Sorptiv, eine zwischen dem Sorptionsmittel und dem Verdampfungsmaterial angeordnete, Dampfkanäle aufweisende Trennschicht und eine, beispielsweise mit einem Absperrmittel öffenbar abgesperrte, Sorptivzufuhr zum Zuführen von Sorptiv zum Verdampfungsmaterial umfasst.
Insbesondere kann das Batterietemperiersystem zwei oder mehr Sorptionsmittel-Verdampfer-Elemente umfassen. Beispielsweise kann das Batterietemperiersystem eine Vielzahl von Sorptionsmittel-Verdampfer-Elementen aufweisen. Zum Beispiel kann das Batterietemperiersystem eine Vielzahl von Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelementen und Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelementen aufweisen.
Im Rahmen einer Ausführungsform umfasst das Batteriesystem mindestens ein, insbesondere zur Kühlung ausgelegtes, Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und mindestens ein, insbesondere zur Heizung ausgelegtes, Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement. Dabei umfassen das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement insbesondere jeweils ein Sorptionsmittel zur exothermen Sorption eines Sorptivs, ein Verdampfungsmaterial zum Verdampfen von Sorptiv, eine zwischen dem Sorptionsmittel und dem Verdampfungsmaterial angeordnete, Dampfkanäle aufweisende Trennschicht und eine, beispielsweise mit einem Absperrmittel öffenbar abgesperrte, Sorptivzufuhr zum Zuführen von Sorptiv zum Verdampfungsmaterial.
Insbesondere kann das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Element in Form eines Schichtsystems aus einer Sorptionsmittelschicht, einer Trennschicht und einer Verdampfungsmaterialschicht ausgebildet sein. Beispielsweise können das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement jeweils in Form eines Schichtsystems aus einer Sorptionsmittelschicht, einer Trennschicht und einer Verdampfungsmaterialschicht ausgebildet sein. Dabei können insbesondere die Verdampfungsmaterialschicht des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements und die Sorptionsmittelschicht des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements in einer Ebene liegen. Dabei können beispielsweise auch die Sorptionsmittelschicht des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements und die Verdampfungsmaterialschicht des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements in einer Ebene liegen. Darüber hinaus könne dabei beispielsweise auch die Trennschichten des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements und des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements in einer Ebene liegen.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform weist das Batterietemperiersystem eine Temperierfläche auf. Dabei können insbesondere das Verdampfungsmaterial des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements und das Sorptionsmittel des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements der Temperierfläche zugewandt angeordnet sein. Beispielsweise kann die Temperierfläche benachbart zu und/oder durch Verdampfermaterialflächen, insbesondere von Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelementen, und/oder Sorptionsmittelflächen, insbesondere von Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelementen, ausgebildet sein.
Weiterhin kann das Batterietemperiersystem insbesondere eine Sorptionswärmeableitfläche aufweisen. Die Sorptionswärmeableitfläche kann dabei insbesondere zur Ableitung von Sorptionswärme nach außen beziehungsweise an die äußere Umgebung des Batterietemperiersystems beziehungsweise Batteriesystems ausgelegt sein. So kann vorteilhafterweise die Sorptionsfähigkeit des Sorptionsmittels verbessert werden, welche temperaturabhängig sein kann und sich gegebenenfalls mit steigender Temperatur, beispielsweise im Fall von Zeolith als Sorptionsmittels dessen Wasserdampf-Adsorptionsfähigkeit mit steigender Temperatur sinken kann, verringern kann.
Dabei können insbesondere das Sorptionsmittel des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements und das Verdampfungsmaterial des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements der Sorptionswärmeableitfläche zugewandt angeordnet sein. Die Sorptionswärmeableitfläche kann insbesondere gegenüberliegend zu der Temperierfläche ausgebildet sein.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform weist das Batterietemperiersystem eine Temperierplatte auf. Die Temperierplatte kann insbesondere zum Temperieren mindestens einer Batteriezelle, beispielsweise von mehreren Batteriezellen, ausgelegt sein. Beispielsweise kann die Temperierplatte eine so genannte Kühlplatte sein.
Zum Beispiel können das Verdampfungsmaterial des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements und das Sorptionsmittel des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements der Temperierplatte zugewandt angeordnet sein. Insbesondere kann die, insbesondere aus den Verdampfermaterialflächen von Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelementen und/oder Sorptionsmittelflächen von Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelementen ausgebildete, Temperierfläche an die Temperierplatte thermisch angekoppelt sein. Dies kann beispielsweise über eines oder mehrerer Materialien mit einem geringen thermischen Übergangswiderstand realisiert werden. So kann vorteilhafterweise eine gute thermische Ankopplung der Temperierfläche an die Temperierplatte erzielt werden.
Die Temperierplatte kann beispielsweise zur Durchführung eines Temperiermittels, beispielsweise von Wasser, ausgelegt sein. Die Temperierplatte kann beispielsweise einen Temperiermittelanschluss, zum Beispiel mindestens zwei Temperiermittelleitungsanschlüsse, insbesondere zum Anschließen einer Temperiermittelleitung, aufweisen.
Für die gleichmäßige Kühl- und Heizfunktion kann es insbesondere vorteilhaft sein, die Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente und Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente so zu strukturieren und/oder anzuordnen, beispielsweise ineinander zu verschachteln, dass ihre Geometrie optimal an die zu temperierende Fläche angepasst ist. Beispielsweise können die Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente und Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente derart strukturiert und/oder angeordnet, beispielsweise ineinander verschachtelt, sein, dass eine gleichmäßige Temperierung des Batteriesystems und/oder der Temperierplatte, zum Beispiel einer Temperierplatte eines Batteriemoduls oder einer Batterie-Untereinheit (Subunit), erzielt werden kann. Durch eine gleichmäßige Temperaturverteilung über die Temperierplatte kann dabei gegebenenfalls sogar auch ein Umwälzen von Temperiermittel in der Temperierplatte verzichtet oder diese zumindest reduziert werden, wodurch vorteilhafterweise der Verbrauch von elektrischer Energier, welche beispielsweise ansonsten für eine elektrische Umwälzpumpe erforderlich wäre, vermieden werden.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform sind die Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente und Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente alternierend angeordnet. So kann vorteilhafterweise eine gleichmäßige Temperierung des Batteriesystems erzielt werden.
Das Verdampfungsmaterial kann beispielsweise ein faserbasiertes Flächengebilde, zum Beispiel ein Vliesstoff und/oder ein textiles Flächengebilde, sein. Beispielsweise kann das Verdampfungsmaterial ein Vliesstoff sein.
Ein Vliesstoff kann vorteilhafterweise sowohl, insbesondere flüssiges, Sorptiv zu, insbesondere dampfförmigem, Sorptiv verdampfen, als auch, insbesondere flüssiges Sorptiv in sich halten und auf diese Weise ein Eindringen von, insbesondere flüssigem, Sorptiv, in das Sorptionsmittel verhindern.
Im Rahmen einer speziellen Ausgestaltung ist das Verdampfungsmaterial ein Kunststoffvlies. Kunststoffvliese können vorteilhafterweise kostengünstig hergestellt werden und ein geringes Gewicht aufweisen.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist die Dampfkanäle aufweisende Trennschicht aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet. Insbesondere kann die Dampfkanäle aufweisende Trennschicht aus einem wärmeisolierenden Kunststoffmaterial ausgebildet sein. So kann vorteilhafterweise eine Übertragung von Wärme von dem Sorptionsmittel auf das Verdampfermaterial vermieden und auf diese Weise die Effizienz des Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements verbessert werden. Zudem können Kunststoffe vorteilhafterweise kostengünstig verarbeitet werden und ein geringes Gewicht aufweisen.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist das Absperrmittel ein Sperrventil. Durch ein Sperrventil kann die Sorptivzufuhr vorteilhafterweise auf einfache Weise abgesperrt und, beispielsweise automatisch steuerbar beziehungsweise regelbar, geöffnet werden.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist das Sorptiv Wasser. Wasser kann vorteilhafterweise von einigen Sorptionsmittel exotherm sorbiert werden. Zudem ist Wasser vorteilhafterweise gut verfügbar und ungefährlich.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst oder ist das Sorptionsmittel ein Zeolith. Beispielsweise kann das Sorptionsmittel ein trockenes beziehungsweise dehydriertes, beispielsweise wasserfreies, Zeolith, zum Beispiel in Form eines Granulats beziehungsweise einer Granulatschicht, sein.
Zeolithe sind kristalline Metall-Alumo-Silikate, welche sich durch große innere Oberflächen, beispielsweise von 800 m²/g bis 1200 m²/g, und starke elektrostatische Felder im Kristallgitter auszeichnen können. Ihre Kristallkäfige können insbesondere große Ringöffnungen aufweisen, in welcher Wasserdampfmoleküle aufgenommen und aus denen Wasserdampfmoleküle auch wieder abgeben werden können. Trockene beziehungsweise dehydrierte Zeolithe können vorteilhafterweise eine hohe Tendenz zum Ansaugen von Wasserdampf aufweisen. Daher können Zeolithe besonders vorteilhaft als Sorptionsmittel und auch als Trockenmittel eingesetzt werden. Das Sorbieren von Wasser und die Einlagerung von Wasserdampfmolekülen in die Zeolith-Struktur kann insbesondere exotherm, also unter Wärmeabgabe, erfolgen. Dabei können die Kationen und die anionische Gerüststruktur der Zeolithe hydratisiert werden. Wegen der starken elektrostatischen Felder können die aufgenommenen Wassermoleküle starken Feldkräften im Kristallgerüst ausgesetzt sein. Dennoch können vorteilhafterweise auch wassergesättigte Zeolithe durch Erhitzen reversibel wieder Wasser abgeben, was es vorteilhafterweise ermöglicht die Sorptionsmittel-Verdampfer-Elemente zu regenerieren. Das Zeolith-Gittergerüst kann dabei vorteilhafterweise – beispielsweise selbst bei mehreren Tausend Zyklen – stabil bleiben, insbesondere insofern die Dehydratation bei einem geringen Druck und einer Temperatur von ≤ 200 °C durchgeführt wird. Zudem sind Zeolithe vorteilhafterweise umweltverträglich, ungiftige und unbrennbare Mineralien mit einer geringen Dichte, die in großen Mengen und zahlreichen Modifikationen in der Natur vorkommen und auch synthetisch hergestellt werden können.
Beispielsweise kann das Sorptionsmittel einen natürlichen oder synthetischen Zeolithen umfassen. Natürliche Zeolithe können vorteilhafterweise eine geringere temperaturabhängige Abnahme ihrer Wasserdampf-Adsorptionsfähigkeit aufweisen als synthetische Zeolithe. Insbesondere kann daher das Sorptionsmittel einen natürlichen Zeolithen umfassen.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform weist das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Element weiterhin einen Sorptivvorrat auf. Beispielsweise kann das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und/oder das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement weiterhin einen Sorptivvorrat aufweisen. Insbesondere können das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement jeweils einen Sorptivvorrat aufweisen. Aus dem Sorptivvorrat kann insbesondere Sorptiv über die, beispielsweise mit dem Absperrmittel öffenbar abgesperrte, Sorptivzufuhr dem Verdampfungsmaterial, beispielsweise des (jeweiligen) Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements, zuführbar sein. Der Sorptivvorrat kann beispielsweise in einer Ebene mit dem Verdampfungsmaterial angeordnet sein. Zum Beispiel kann – insofern das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Element, insbesondere das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und/oder das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement in Form eines Schichtsystems ausgebildet ist – der Sorptivvorrat in der Ebene der Verdampfungsmaterialschicht, insbesondere des (jeweiligen) Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements, ausgebildet sein.
Insbesondere insofern das Sorptiv Wasser ist, kann der Sorptivvorrat ein Wasservorrat sein.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform liegt, insbesondere vor dem Öffnen der Sorptivzufuhr, in dem Sorptionsmittel, der Trennschicht und dem Verdampfermaterial ein Unterdruck vor. Beispielsweise kann in dem Sorptionsmittel, der Trennschicht und dem Verdampfermaterial, insbesondere vor dem Öffnen der Sorptivzufuhr, ein Vakuum vorliegen. So kann vorteilhafterweise das Verdampfen des Sorptivs und damit das Kühlen durch das Verdampfermaterial verbessert werden.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Element in einer Umhüllung verpackt. Beispielsweise kann das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und/oder das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement in einer Umhüllung verpackt sein. Zum Beispiel kann das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement jeweils in einer Umhüllung verpackt sein. Dabei kann die Umhüllung beispielsweise verschweißt sein. So können die Sorptionsmittel-Verdampfer-Elemente vorteilhafterweise auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden.
Die Umhüllung kann beispielsweise eine mehrschichtige Umhüllung sein. Zum Beispiel kann die mehrschichtige Umhüllung mindestens eine Metallschicht, beispielsweise Aluminiumschicht, und mindestens eine Kunststoffschicht umfassen. Beispielsweise kann die mehrschichtige Umhüllung eine innere Kunststoffschicht, zum Beispiel aus einem Polyolefin, wie Polypropylen, eine Metallschicht und eine äußere Kunststoffschicht, zum Beispiel aus einem Polyester, aufweisen.
Zum Beispiel kann das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Element, beispielsweise in der Umhüllung, vakuumverpackt sein. Beispielsweise kann das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und/oder das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement, beispielsweise in der Umhüllung des (jeweiligen) Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements, vakuumverpackt sein. Zum Beispiel können das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement jeweils, beispielsweise in einer Umhüllung, vakuumverpackt sein.
Das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Element, beispielsweise das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und/oder das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement, kann beispielsweise durch einen Bügel an der Temperierplatte befestigt sein. Zum Beispiel kann der Bügel ein Kunststoffbügel, beispielsweise aus einem wärmeisolierenden Kunststoff, sein.
Das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Element, beispielsweise das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und/oder das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement, kann beispielsweise dadurch hergestellt sein, dass ein Sorptionsmittel, beispielsweise Zeolith, dehydriert wird beziehungsweise dehydriert bereitgestellt wird und zusammen mit der Trennschicht, dem Verdampfungsmaterial und der Sorptivzufuhr, beispielsweise der mit einem Absperrmittel öffenbar abgesperrten Sorptivzufuhr und/oder dem Sorptivvorrat, in einer Umhüllung verpackt, beispielsweise mit einer Umhüllung umschlossen, wird. Die Erfindung betrifft daher auch ein derartiges Herstellungsverfahren. Die Umhüllung kann insbesondere ein vakuumdichter Beutel, zum Beispiel ein Mehrschichtbeutel, sein. Die Umhüllung kann dabei beispielsweise verschweißt werden. Vor dem Schließen der Umhüllung, beispielsweise vor dem Einschweißen in dem vakuumdichten Beutel, kann das Sorptionsmittel beispielsweise auf eine Temperatur von über 150 °C erhitzt werden. So kann vorteilhafterweise zum einen das Sorptionsmittel dehydriert und zum anderen auch gegebenenfalls darin enthaltene und/oder am Beutel anhaftende und/oder in dem Beutel enthaltene Kontaminationsstoffe, beispielsweise welche bei Erhitzung ausgasen und/oder ein Vakuum und damit die Adsorptionsfähigkeit des Sorptionsmaterials, beispielsweise Zeolithmaterials, verschlechtern könnten, ausgegast und auf diese Weise entfernt werden. Insbesondere nach dem Wiederabkühlen, kann der Beutel bei einem Vakuum, zum Beispiel von < 5 mbar, verschlossen, beispielsweise verschweißt, werden.
Weiterhin kann das Batterietemperiersystem einen Temperatursensor, beispielsweise einen oberflächen-mikromechanischen Temperatursensor, insbesondere zum Messen der Temperatur mindestens einer Batteriezelle, und/oder ein Thermomanagementsystem und/oder einen Bimetallschalter, beispielsweise zur, insbesondere temperaturabhängigen, Aktivierung der Sorptivzufuhr des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements, zum Beispiel des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements und/oder des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements, umfassen.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des Batterietemperiersystems und des Verfahrens zu dessen Herstellung wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batteriesystem, dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren, dem erfindungsgemäßen Steuergerät sowie auf die Figuren und die Figurenbeschreibung verwiesen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Batteriesystem, welches mindestens eine Batteriezelle und mindestens ein erfindungsgemäßes Batterietemperiersystem umfasst. Beispielsweise kann das Batteriesystem eine Traktionsbatterie, zum Beispiel eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Elektrofahrzeugs und/oder eines Hybridfahrzeugs, und/oder eine Starterbatterie, zum Beispiel eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor und/oder eines Hybridfahrzeugs, und/oder ein Lithium-Batteriesystem, zum Beispiel ein Lithium-Ionen-Batteriesystem, sein.
Im Rahmen einer Ausführungsform ist die mindestens eine Batteriezelle anliegend an der Temperierfläche beziehungsweise an der Temperierplatte, insbesondere des Batterietemperiersystems, angeordnet. So kann die Batteriezelle vorteilhafterweise effektiv gekühlt werden.
Beispielsweise kann die mindestens eine Batteriezelle auf der Temperierfläche beziehungsweise der Temperierplatte, insbesondere des Batterietemperiersystems, angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich dazu ist es jedoch auch möglich, dass die Temperierfläche beziehungsweise Temperierplatte, insbesondere des Batterietemperiersystems, anliegend an einer Seitenfläche und/oder Oberseite der mindestens einen Batteriezelle angeordnet ist.
Dabei können die mindestens eine Batteriezelle und das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Element beispielsweise auf einander gegenüberliegenden Seiten der Temperierplatte angeordnet sein. Zum Beispiel kann die mindestens eine Batteriezelle auf einer Seite der Temperierplatte angeordnet sein, welche einer anderen Seite der Temperierplatte, auf welcher das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und/oder das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement angeordnet ist, gegenüber liegt.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform sind (jeweils) einer Batteriezelle mindestens ein Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und mindestens ein Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement zugeordnet. Zum Beispiel können (jeweils) einer Batteriezelle jedoch auch mindestens zwei Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente und mindestens zwei Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente zugeordnet sein.
Die mindestens eine Batteriezelle und das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Element, beispielsweise das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und/oder das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement, können beispielsweise jeweils rechteckige Kontaktflächen aufweisen. Dabei kann die Kontaktfläche der mindestens einen Batteriezelle und die Kontaktfläche des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements, beispielsweise des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements und/oder des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements, eine, insbesondere im Wesentlichen, gleiche Länge aufweisen. Die Breite der Kontaktfläche des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements, beispielsweise des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements und/oder des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements, kann dabei beispielsweise eine, insbesondere um den Faktor der, der Batteriezelle zugeordneten Sorptionsmittel-Verdampfer-Elemente, geringere Breite als die Kontaktfläche der mindestens einen Batteriezelle aufweisen.
Weiterhin kann das Batteriesystem einen Temperatursensor, beispielsweise einen oberflächen-mikromechanischen Temperatursensor, insbesondere zum Messen der Temperatur der mindestens einen Batteriezelle, und/oder ein Thermomanagementsystem und/oder einen Bimetallschalter, beispielsweise zur, insbesondere temperaturabhängigen, Aktivierung der Sorptivzufuhr des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements, zum Beispiel des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements und/oder des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements, umfassen.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des Batteriesystems wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batterietemperiersystem, dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren, dem erfindungsgemäßen Steuergerät sowie auf die Figuren und die Figurenbeschreibung verwiesen.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Betriebsverfahren zum Betreiben eines Batterietemperiersystems, insbesondere eines erfindungsgemäßen Batterietemperiersystems, und/oder eines Batteriesystems, insbesondere eines erfindungsgemäßen Batteriesystems.
Dabei wird – insofern die Temperatur mindestens einer Batteriezelle unterhalb einer Temperaturuntergrenze oder oberhalb einer Temperaturobergrenze liegt – einem Verdampfermaterial mindestens eines Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements Sorptiv zugeführt.
Die Temperaturuntergrenze kann beispielsweise –10 °C, insbesondere 0 °C, betragen. Die Temperaturobergrenze kann beispielsweise 40 °C, insbesondere 35 °C, betragen.
Insbesondere kann – insofern die Temperatur unterhalb der Temperaturuntergrenze liegt – einem Verdampfungsmaterial mindestens eines Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements Sorptiv zugeführt werden. Dabei kann das Sorptiv von einem Sorptionsmittel unter Wärmeabgabe sorbiert werden. Dabei kann die mindestens eine Batteriezelle durch die Wärmeabgabe beim Sorbieren des Sorptivs durch das Sorptionsmittel beheizt werden.
Insofern die Temperatur oberhalb der Temperaturobergrenze liegt – kann insbesondere einem Verdampfungsmaterial mindestens eines Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements Sorptiv zugeführt werden. Dabei kann das Sorptiv an dem Verdampfermaterial unter Wärmeaufnahme verdampft werden. Dabei kann die mindestens eine Batteriezelle durch die Wärmeaufnahme beim Verdampfen des Sorptivs durch das Verdampfermaterial gekühlt werden.
Das Zuführen des Sorptivs kann insbesondere durch Öffnen der Sorptivzufuhr, insbesondere des Absperrmittels der Sorptivzufuhr, erfolgen. Beispielsweise kann das Zuführen des Sorptivs durch Öffnen des Sperrventils erfolgen.
Beispielsweise kann dabei die Temperatur der mindestens einen Batteriezelle, zum Beispiel durch einen Temperatursensor, beispielsweise einen oberflächen-mikromechanischen Temperatursensor, und/oder ein Thermomanagementsystem, gemessen werden. Das Zuführen des Sorptivs kann jedoch auch – beispielsweise direkt – zum Beispiel durch einen Bimetallschalter bewirkt werden.
Das Zuführen des Sorptivs, kann beispielsweise erfolgen insofern die gemessene Temperatur unterhalb der Temperaturuntergrenze oder oberhalb der Temperaturobergrenze liegt.
Alternativ oder zusätzlich kann das Zuführen des Sorptivs abhängig von der Aktivierung einer Standheizung, insbesondere zum Beheizen einer Fahrgastzelle, und/oder von der Aktivierung einer Funksteuerung und/oder von der Aktivierung einer Zeitsteuerung sein.
Das Zuführen des Sorptivs, beispielsweise zum Beheizen oder zum Kühlen, kann zum Beispiel unterbrochen werden, insofern die Temperatur der mindestens einen Batteriezelle eine optimalen Temperaturgrenzwert, beispielsweise von 20 °C, erreicht hat.
Weiterhin kann das Verfahren den Verfahrensschritt, wiegen des Gewichts des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements, beispielsweise des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements und/oder des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements, umfassen. So kann vorteilhafterweise die Sättigung des Sorptionsmittels mit Sorptiv ermittelt werden. Beispielsweise kann dabei das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Element, zum Beispiel das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und/oder das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement, abgeschraubt und gewogen werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann eine Waage zum Wiegen des Gewichts des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements, beispielsweise des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements und/oder des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements, in das Batterietemperiersystem integriert sein.
Beispielsweise insofern das Gewicht des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements, beispielsweise des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements und/oder des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements, eine Gewichtsobergrenze überschreitet, zum Beispiel welche einer Gewichtszunahme des Sorptionsmittels um ≥ 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des trockenen beziehungsweise dehydrierten Sorptionsmittels, entspricht, kann das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement und/oder das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement, ausgetauscht und/oder regeneriert werden. So kann vorteilhafterweise eine Sättigung des Sorptionsmittels mit Sorptiv vermieden werden.
Das Regenerieren des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements, beispielsweise des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements und/oder des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements, kann beispielsweise durch Anlegen eines Vakuums, beispielsweise an die Sorptivzufuhr, erfolgen.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des Betriebsverfahrens wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batterietemperiersystem, dem erfindungsgemäßen Batteriesystem, dem erfindungsgemäßen Steuergerät sowie auf die Figuren und die Figurenbeschreibung verwiesen.
Ferner betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät.
Das Steuergerät kann insbesondere zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens ausgelegt sein.
Insbesondere kann das Steuergerät dazu ausgelegt sein, – insofern die Temperatur mindestens einer Batteriezelle unterhalb einer Temperaturuntergrenze oder oberhalb einer Temperaturobergrenze liegt – eine Zuführung eines Sorptivs zu einem Verdampfermaterial mindestens eines Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements Sorptiv zu aktivieren.
Beispielsweise kann das Steuergerät dazu ausgelegt sein, – insofern die Temperatur unterhalb einer Temperaturuntergrenze liegt – eine Zuführung eines Sorptivs zu einem Verdampfungsmaterial mindestens eines Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements zu aktivieren und/oder – insofern die Temperatur oberhalb einer Temperaturobergrenze liegt – eine Zuführung eines Sorptivs zu einem Verdampfungsmaterial mindestens eines Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements zu aktivieren.
Zum Beispiel kann das Steuergerät dazu ausgelegt sein, – insofern die Temperatur unterhalb einer Temperaturuntergrenze liegt – kann die Sorptivzufuhr, beispielsweise das Absperrmittel, beispielsweise in Form eines Sperrventils, von mindestens einem Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement zum Öffnen zu aktivieren und/oder – insofern die Temperatur oberhalb einer Temperaturobergrenze liegt – die Sorptivzufuhr, beispielsweise das Absperrmittel, beispielsweise in Form eines Sperrventils, von mindestens einem Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement zum Öffnen zu aktivieren. Dies kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, dass ein Magnet, beispielsweise eines Sperrventils, angesteuert wird.
Die Temperatur der mindestens einen Batteriezelle kann, zum Beispiel durch einen Temperatursensor, beispielsweise einen oberflächen-mikromechanischen Temperatursensor, und/oder ein Thermomanagementsystem, gemessen werden.
Die Aktivierung kann jedoch auch – beispielsweise direkt – zum Beispiel durch einen Bimetallschalter erfolgen.
Beispielsweise kann das Steuergerät eine Elektronik, zum Beispiel ein Batteriemanagementsystem beziehungsweise ein Bestandteil davon, sein.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des Steuergeräts wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batterietemperiersystem, dem erfindungsgemäßen Batteriesystem, dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren sowie auf die Figuren und die Figurenbeschreibung verwiesen.
Zeichnungen
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen
1 einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batterietemperiersystems aus Sorptionsmittel-Verdampfer-Elementen;
2 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausgestaltung eines Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements, welches in dem 1 gezeigten Batterietemperiersystems einsetzbar ist;
3a einen schematischen Querschnitt durch eine Ebene der Verdampfungsmaterialschicht des in 2 gezeigten Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements mit einer geschlossenen Sorptivzufuhr;
3b einen schematischen Querschnitt durch eine Ebene der Verdampfungsmaterialschicht des in 2 und 3a gezeigten Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements mit einer geöffneten Sorptivzufuhr; und
4 einen schematischen Querschnitt durch die Ebene A-A des in 1 gezeigten Batterietemperiersystems.
Die 1 bis 4 zeigen Ausführungsformen eines Batterietemperiersystems 1 zur Temperierung eines Batteriesystems 100.
Die 1 und 4 zeigen, dass Batterietemperiersystems 1 eine Vielzahl von zur Kühlung ausgelegten Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelementen 10 und zur Heizung ausgelegten Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelementen 20 umfasst. Dabei sind die Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 alternierend angeordnet.
Die 1 und 2 illustrieren, dass die Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 dabei jeweils ein Sorptionsmittel 11, 21 zur exothermen Sorption eines Sorptivs umfassen. Das Sorptiv kann insbesondere Wasser sein. Das Sorptionsmittel 11, 21 kann insbesondere Zeolith, beispielsweise eine trockene beziehungsweise dehydrierte und dadurch aktivierte Zeolith-Granulatschicht, sein. Insbesondere kann in dem Sorptionsmittel 11, 21 beispielsweise – insbesondere vor dem Öffnen der später erläuterten Sorptivzufuhr 14, 24 – ein Unterdruck, zum Beispiel ein Vakuum, vorliegen. Dies kann sich vorteilhaft auf das Sorbieren von Sorptiv auswirken.
Die 1 und 2 zeigen, dass die Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 dabei weiterhin jeweils ein Verdampfungsmaterial 12, 22 zum Verdampfen von Sorptiv umfassen. Beispielsweise kann das Verdampfungsmaterial 12, 22 ein als Verdampfer dienendes Kunststoffvlies sein. Das Verdampfungsmaterial 12, 22, beispielsweise das Kunststoffvlies, kann vorteilhafterweise flüssiges Sorptiv, beispielsweise Wasser, in sich aufsaugen und gleichmäßig verteilen. Dabei kann einerseits das Verdampfungsmaterial 12, 22, beispielsweise das Kunststoffvlies, flüssiges Sorptiv, beispielsweise Wasser, in sich halten und insbesondere ein Eindringen von flüssigem Sorptiv, beispielsweise Wasser, in das Sorptionsmittel 11, 21 vermieden werden. Andererseits kann an dem Verdampfungsmaterial 12, 22, beispielsweise dem Kunststoffvlies, flüssiges Sorptiv, beispielsweise Wasser, zu dampfförmigem Sorptiv verdampfen und auf diese Weise ein Einströmen von dampfförmigem Sorptiv, beispielsweise Wasser, in das Sorptionsmittel 11, 21 ermöglichen. Auch in dem Verdampfungsmaterial 12, 22, beispielsweise Kunststoffvlies, kann beispielsweise – insbesondere vor dem Öffnen der später erläuterten Sorptivzufuhr 14, 24 – ein Unterdruck, zum Beispiel ein Vakuum, vorliegen. Dies kann sich vorteilhaft auf das Verdampfen von flüssigem zu dampfförmigem Sorptiv auswirken.
1 und insbesondere 2 veranschaulichen weiterhin, dass die Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 darüber hinaus jeweils eine, zwischen dem Sorptionsmittel 11, 21 und dem Verdampfungsmaterial 12, 22 angeordnete, Dampfkanäle 13a, 23a aufweisende Trennschicht beziehungsweise Zwischenschicht 13, 23. Die Dampfkanäle 13a, 23a der Trennschicht 13, 23 können beispielsweise in Form von dampfdurchlässigen, zum Beispiel wasserdampfdurchlässigen, Strömungskanälen 13a, 23a ausgebildet sein. Durch die Dampfkanäle 13a, 23a der Trennschicht 13, 23 kann vorteilhafterweise dampfförmiges Sorptiv, beispielsweise Wasserdampf, insbesondere ungehindert, von dem Verdampfungsmaterial 12, 22 zu dem Sorptionsmittel 11, 21 strömen. Auch in der Trennschicht 13, 23, insbesondere in den Dampfkanälen 13a, 23a, der Trennschicht 13, 23, kann beispielsweise – insbesondere vor dem Öffnen der später erläuterten Sorptivzufuhr 14, 24 – ein Unterdruck, zum Beispiel ein Vakuum, vorliegen. Dies kann sich ebenfalls – ebenso wie ein Unterdruck beziehungsweise Vakuum in dem Sorptionsmittel 11, 21 – vorteilhaft auf das Verdampfen von flüssigem zu dampfförmigem Sorptiv – auswirken. Darüber hinaus kann durch einen Unterdruck beziehungsweise ein Vakuum in der Trennschicht 13, 23 die Wärmeleitung zwischen dem, sich während der Sorption des dampfförmigen Sorptivs erhitzenden Sorptionsmittel 11, 21 und dem, sich während des Verdampfens des flüssigen Sorptivs zu dampfförmigem Sorptiv abkühlenden Verdampfungsmaterial 12, 22 reduziert werden. Insbesondere kann die Dampfkanäle 13a, 23a aufweisende Trennschicht 13, 23 aus einem wärmeisolierenden Kunststoff-Distanz-Material 13b, 23b ausgebildet sein. So kann vorteilhafterweise die Wärmeleitung zwischen dem Sorptionsmittel 11, 21 und dem Verdampfungsmaterial 12, 22 weiter reduziert werden.
Ferner umfassen die Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 dabei jeweils eine Sorptivzufuhr 14, 24 zum Zuführen von Sorptiv zum Verdampfungsmaterial 12, 22, welche beispielsweise wie in den 2, 3a und 3b ausgestaltet sein kann.
Die 1 und 4 veranschaulichen, dass die Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 jeweils in Form vom Schichtsystemen aus einer Sorptionsmittelschicht 11, 21, einer Trennschicht 13, 23 und einer Verdampfungsmaterialschicht 12, 22 ausgebildet sein können, wobei die Verdampfungsmaterialschichten 12 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Sorptionsmittelschichten der Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 in einer Ebene liegen, wobei die Sorptionsmittelschichten 11 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Verdampfungsmaterialschichten 22 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 in einer Ebene liegen und wobei die Trennschichten 13, 23 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und der Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 in einer Ebene liegen.
Die 2, 3a und 3b veranschaulichen eine Ausgestaltung des Innenaufbaus der Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und der Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 und zeigen, dass dabei diese 10, 20 weiterhin jeweils einen Sorptivvorrat 16, 26 aufweisen, aus welchem 16, 26 Sorptiv über die Sorptivzufuhr 14, 24 dem Verdampfungsmaterial 12, 22 zuführbar ist. Der Sorptivvorrat 16, 26 kann beispielsweise ein Wasservorrat sein. Die 2, 3a und 3b veranschaulichen weiterhin, dass der Sorptivvorrat 16, 26 in der Ebene der Verdampfungsmaterialschicht 12, 22 ausgebildet sein kann.
Die 2, 3a und 3b illustrieren, dass dabei die Sorptivzufuhr 14, 24 mit einem Absperrmittel 15, 25, beispielsweise einem Sperrventil, öffenbar abgesperrt ist. Dabei ist das Absperrmittel 15, 25 in den 2 und 3a in einer geschossenen Stellung und in 3b in einer geöffneten Stellung dargestellt. Die 3a und 3b veranschaulichen, dass in dem Verdampfungsmaterial 12, 22, beispielsweise in dem Kunststoffvlies, eine Aussparung 12a, 22a für das Absperrmittel 15, 25 vorgesehen sein kann, in deren Raum sich das Absperrmittel 15, 25, beispielsweise das Sperrventil, hinein öffnen kann. Vor dem Öffnen der Sorptivzufuhr 14, 24 kann in der Sorptionsmittelschicht 11, 21, der Trennschicht 13, 23 und dem Verdampfermaterialschicht 12, 22 ein Unterdruck, insbesondere ein Vakuum, vorliegen. Das Sorptionsmittel 11, 21 und das Sorptiv können insbesondere – beispielsweise entsprechend ihrer Materialeigenschaften – in einem sinnvoll abgestimmten Mengenverhältnis eingesetzt werden. Dementsprechend kann auch der Sorptivvorrat 16, 26 dimensioniert werden.
Die 2, 3a und 3b illustrieren weiterhin, dass die Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 jeweils in einer Umhüllung 17, 27, beispielsweise in Form einer mehrschichtigen, insbesondere dreischichtigen, gasdichten beziehungsweise vakuumdichten Umhüllung mit Schweißkante 17a, 27a, verpackt sein können. In der Umhüllung 17, 27 befindet sich dabei das Verdampfungsmaterial 12, 22, beispielsweise das Kunststoffvlies, der Sorptivvorrat 16, 26, die Trennschicht 13, 23 und das Sorptionsmittel 11, 21, beispielsweise Zeolith. Beispielsweise kann die Umhüllung eine mehrschichtige, insbesondere dreischichtige, Umhüllung aus einer inneren Polypropylen-Schicht, einer mittigen, als Vakuumbarriere dienenden Aluminiumschicht und einer äußeren, als Schutz gegen mechanische Beschädigung dienenden Polyesterschicht sein, deren einzelne Schichten beispielsweise mit einem temperaturbeständigen Kleber verklebt und/oder an einer oder mehreren Kanten 17a, 27a zu einem gasdichten beziehungsweise vakuumdichten Mehrschichtbehälter verschweißt sind.
Dabei liegen die Verdampfungsmaterialschichten 12 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Sorptionsmittelschichten 21 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 in einer Ebene. Weiterhin liegen dabei auch die Sorptionsmittelschichten 11 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Verdampfungsmaterialschichten 22 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 in einer Ebene liegen. Zudem liegen dabei auch die Trennschichten 13, 23 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und der Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 in einer Ebene.
1 deutet an, dass das Batterietemperiersystem 1 eine Temperierfläche T aufweist, welcher die Verdampfungsmaterialschichten 12 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Sorptionsmittelschichten 21 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 zugewandt angeordnet sind.
1 zeigt, dass die Verdampfungsmaterialschichten 12 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Sorptionsmittelschichten 21 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 benachbart zu der Temperierfläche T ausgebildet sind.
1 zeigt, dass das Batterietemperiersystem 1 weiterhin eine Temperierplatte 30, beispielsweise eine so genannte Kühlplatte, umfasst. Einerseits ist die Temperierplatte 30 anliegend an der Temperierfläche T angeordnet. Dabei sind die Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 derart, beispielsweise durch einen Kunststoffbügel 31, an der Temperierplatte 30 befestigt, dass die Verdampfungsmaterialschichten 12 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Sorptionsmittelschichten 21 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 der Temperierplatte 30 zugewandt angeordnet sind. Auf der, der Temperierfläche T gegenüberliegenden Seite der Temperierplatte 30 sind Batteriezellen 110 angeordnet. Dabei sind die die Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 insbesondere unter der Temperierplatte 30 und die Temperierplatte wiederum unter den Batteriezellen 110 angeordnet. Weiterhin zeigt 1, dass die Temperierplatte 30 einen Temperiermittelanschluss 32, einen so genannten Kühlmittelanschluss, aufweist.
Zudem deutet 1 an, dass das Batterietemperiersystem 1 weiterhin eine Sorptionswärmeableitfläche S zum Ableiten von Sorptionswärme nach Außen beziehungsweise an die äußere Umgebung des Batterietemperiersystems 1 aufweist, welche S der Temperierfläche T gegenüber liegt. 1 zeigt, dass die Sorptionsmittelschichten 11 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Verdampfungsmaterialschichten 22 der Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 der Sorptionswärmeableitfläche S zugewandt angeordnet sind.
Die 1 und 4 veranschaulichen, dass jeweils einer Batteriezelle 110 mindestens zwei Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und mindestens zwei Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 zugeordnet sind.
Dabei zeigt 1, die Batteriezellen 110 jeweils von einer der Stirnseiten und veranschaulicht, dass einer Batteriezelle 110 zwei Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und zwei Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 in einer alternierenden Anordnung zugeordnet sind.
4 ist eine Ansicht auf die Unterseite des Batterietemperiersystems 1, beispielsweise eines Batteriemoduls oder einer Batterie-Untereinheit (Subunit), wobei die Positionen der auf der Temperierplatte 30 angeordneten Batteriezellen 30 durch gestrichelte Linien gekennzeichnet sind. 4 illustriert, dass dabei die Batteriezellen 110, die Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 und die Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 jeweils rechteckige Kontaktflächen aufweisen. Dabei weisen die Kontaktflächen der Batteriezellen 110 und die Kontaktflächen der Sorptionsmittel-Verdampfer-Element 10, 20 eine im Wesentlichen gleiche Länge L auf. Die Breite b der Kontaktflächen der Sorptionsmittel-Verdampfer-Elemente 10, 20 ist dabei jedoch um den Faktor der, der jeweiligen Batteriezelle 110 zugeordneten Sorptionsmittel-Verdampfer-Elemente 10, 20 geringer als die Breite B der Kontaktflächen der Batteriezellen 110.
Die Kühlfunktion des Batterietemperiersystems 1 kann dabei insbesondere durch die Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 realisiert werden, deren Verdampfungsmaterial 11 die Temperierplatte 30 unter den Böden der Batteriezellen 110 thermisch kontaktiert. Zum Beispiel insofern die Temperatur der Batteriezellen 110 35 °C übersteigt, kann das Absperrmittel 15, beispielsweise in Form eines Sperrventils, und damit die Sorptivzufuhr 14 öffnen und auf diese Weise eine Verbindung zwischen dem als Arbeitsmittel dienenden Sorptiv, zum Beispiel Wasser, und dem Verdampfungsmaterial 12, beispielsweise dem Kunststoffvlies, herstellen. Das Sorptiv, beispielsweise Wasser, kann dann in das Verdampfungsmaterial 12, beispielsweise das Kunststoffvlies, eintreten und dort zu verdampfen. Durch die Verdampfung des Sorptivs an dem Verdampfungsmaterial 12 kann dann der Kühlprozess gestartet werden. Das Öffnen des Absperrmittels 15 beziehungsweise der Sorptivzufuhr 14 kann beispielsweise durch Ansteuerung eines Magneten eines Sperrventils bewirkt werden. Beispielsweise kann der Magnet von einer Elektronik gesteuert werden, welche beispielsweise abhängig von einer von einem oberflächen-mikromechanischen Temperatursensor gemessenen Temperatur den Magneten ansteuert. Der Magnet kann jedoch auch direkt, beispielsweise von einem Bimetallschalter, angesteuert werden. Das dampfförmige Sorptiv, beispielsweise Wasser, kann dann durch die Dampfkanäle 13a der Trennschicht 13 zu dem Sorptionsmittel 11, beispielsweise Zeolith, strömen, und von diesem sorbiert, zum Beispiel absorbiert und/oder adsorbiert, werden. Die im Sorptionsmittel 11 entstehende Sorptionswärme wird dann über die Sorptionswärmeableitfläche S nach außen an die Umgebung abgeleitet. Durch die Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente 10 des Batterietemperiersystems 1 kann folglich eine Kühlfunktion realisiert werden, welche – insbesondere abgesehen von der gegebenenfalls zur Steuerung der Sorptivzufuhr 14 erforderlichen elektrischen Energie – kaum beziehungsweise keine in den Batteriezellen 110 gespeicherte elektrische Energie benötigt.
Auch die Heizfunktion des Batterietemperiersystems 1 kann dabei vorteilhafterweise ohne einen wesentlichen Verbrauch von in den Batteriezellen 110 gespeicherter elektrischer Energie realisiert werden. Dabei wird die Heizfunktion des Batterietemperiersystems 1 jedoch durch die Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 realisiert. Die Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente 20 können beispielsweise einen ähnlichen, jedoch zu den Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelementen 10 umgekehrten Aufbau aufweisen, insbesondere bei dem das Sorptionsmaterial 21 die Temperierplatte 30 unter den Böden der Batteriezellen 110 thermisch kontaktiert. Zum Beispiel insofern die Temperatur der Batteriezellen 110 0 °C unterschreitet, kann das Absperrmittel 25, beispielsweise in Form eines Sperrventils, und damit die Sorptivzufuhr 24 geöffnet und auf diese Weise eine Verbindung zwischen dem als Arbeitsmittel dienenden Sorptiv, zum Beispiel Wasser, und dem Verdampfungsmaterial 22, beispielsweise dem Kunststoffvlies, hergestellt werden. Das Sorptiv, beispielsweise Wasser, kann dann in das Verdampfungsmaterial 22, beispielsweise das Kunststoffvlies, eintreten und dort -verdampfen. Das Öffnen des Absperrmittels 25 beziehungsweise der Sorptivzufuhr 24 kann auch hierbei beispielsweise durch Ansteuerung eines Magneten eines Sperrventils bewirkt werden. Beispielsweise kann der Magnet von einer Elektronik gesteuert werden, welche beispielsweise abhängig von einer, von einem oberflächen-mikromechanischen Temperatursensor gemessenen Temperatur den Magneten ansteuert. Der Magnet kann jedoch auch direkt, beispielsweise von einem Bimetallschalter, angesteuert werden. Das dampfförmige Sorptiv, beispielsweise Wasser, kann dann durch die Dampfkanäle 23a der Trennschicht 23 zu dem Sorptionsmittel 21, beispielsweise Zeolith, strömen, und von diesem sorbiert, zum Beispiel absorbieren und/oder adsorbieren, werden. Die bei der Sorption des Sorptivs in dem Sorptionsmittel 21 entstehende Sorptionswärme kann dann für den Heizprozess genutzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010004110 A1 [0003]
DE 102009045271 A1 [0004]

Claims

Batterietemperiersystem (1), umfassend mindestens ein Sorptionsmittel-Verdampfer-Element (10, 20), wobei das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Element (10, 20) – ein Sorptionsmittel (11, 21) zur exothermen Sorption eines Sorptivs und – ein Verdampfungsmaterial (12, 22) zum Verdampfen von Sorptiv umfasst, wobei zwischen dem Sorptionsmittel (11, 21) und dem Verdampfungsmaterial (12, 22) eine Dampfkanäle (13a, 23a) aufweisende Trennschicht (13, 23) angeordnet ist und wobei dem Verdampfungsmaterial (12, 22) Sorptiv durch eine Sorptivzufuhr (14, 24) zuführbar ist.
Batterietemperiersystem (1) nach Anspruch 1, wobei das System (1) mindestens ein, zur Kühlung ausgelegtes Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement (10) und mindestens ein, zur Heizung ausgelegtes Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement (20) aufweist, wobei das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement (10) und das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement (20) jeweils – ein Sorptionsmittel (11, 21) zur exothermen Sorption von Sorptiv, – ein Verdampfungsmaterial (12, 22) zum Verdampfen von Sorptiv, – eine zwischen dem Sorptionsmittel (11, 21) und dem Verdampfungsmaterial (12, 22) angeordnete, Dampfkanäle aufweisende Trennschicht (13, 23) und – eine Sorptivzufuhr (14, 24) zum Zuführen von Sorptiv zum Verdampfungsmaterial (12, 22) umfassen.
Batterietemperiersystem (1) nach Anspruch 2, wobei das System (1) eine Temperierfläche (T) aufweist, wobei das Verdampfungsmaterial (12) des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements (10) und das Sorptionsmittel (21) des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements (20) der Temperierfläche (T) zugewandt angeordnet sind.
Batterietemperiersystem (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei das System (1) eine Temperierplatte (30) aufweist, wobei das Verdampfungsmaterial (12) des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements (10) und das Sorptionsmittel (21) des mindestens einen Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements (20) der Temperierplatte (30) zugewandt angeordnet sind.
Batterietemperiersystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das System (1) eine Vielzahl von Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelementen (10) und Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelementen (20) aufweist, wobei die Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelemente (10) und Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelemente (20) alternierend angeordnet sind.
Batterietemperiersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Sorptiv Wasser ist und wobei das Sorptionsmittel (11, 21) einen Zeolithen umfasst.
Batterietemperiersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Sorptivzufuhr (14, 24) mit einem Absperrmittel (15, 25) öffenbar abgesperrt ist, insbesondere wobei das Absperrmittel (15, 25) ein Sperrventil ist und wobei das Verdampfungsmaterial (12, 22) ein Kunststoffvlies ist.
Batterietemperiersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Element (10, 20) weiterhin einen Sorptivvorrat (16, 26), insbesondere Wasservorrat, aufweist, wobei Sorptiv aus dem Sorptivvorrat (16, 26) über die Sorptivzufuhr (14, 24) dem Verdampfungsmaterial (12, 22) zuführbar ist.
Batterietemperiersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Dampfkanäle (13a, 23a) aufweisende Trennschicht (13, 23) aus einem wärmeisolierenden Kunststoffmaterial ausgebildet ist.
Batterietemperiersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei in dem Sorptionsmittel (11, 21), der Trennschicht (13, 23) und dem Verdampfermaterial (12, 22) ein Unterdruck, insbesondere ein Vakuum, vorliegt.
Batterietemperiersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das mindestens eine Sorptionsmittel-Verdampfer-Element (10) in einer Umhüllung (17, 27) verpackt ist.
Batteriesystem (100), umfassend mindestens eine Batteriezelle (110) und mindestens ein Batterietemperiersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Batteriesystem (100) nach Anspruch 12, wobei die mindestens eine Batteriezelle (110) anliegend an der Temperierfläche (T) beziehungsweise der Temperierplatte (30) angeordnet und/oder wobei einer Batteriezelle (110) mindestens ein Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelement (10) und mindestens ein Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelement (20) zugeordnet sind.
Betriebsverfahren zum Betreiben eines Batterietemperiersystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und/oder eines Batteriesystems (100) nach Anspruch 12 oder 13, wobei – insofern die Temperatur mindestens einer Batteriezelle unterhalb einer Temperaturuntergrenze oder oberhalb einer Temperaturobergrenze liegt – einem Verdampfermaterial (12, 22) mindestens eines Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements (10, 20) Sorptiv zugeführt wird, insbesondere wobei – insofern die Temperatur unterhalb einer Temperaturuntergrenze liegt – einem Verdampfungsmaterial (22) mindestens eines Sorptionsmittel-Verdampfer-Heizelements (20) Sorptiv zugeführt wird, oder wobei – insofern die Temperatur oberhalb einer Temperaturobergrenze liegt – einem Verdampfungsmaterial (11) mindestens eines Sorptionsmittel-Verdampfer-Kühlelements (10) Sorptiv zugeführt wird.
Elektronisches Steuergerät, insbesondere Batteriemanagementsystem, wobei das Steuergerät zur Durchführung eines Betriebsverfahrens nach Anspruch 14 ausgelegt ist, insbesondere wobei das Steuergerät dazu ausgelegt ist, – insofern die Temperatur mindestens einer Batteriezelle unterhalb einer Temperaturuntergrenze oder oberhalb einer Temperaturobergrenze liegt – eine Zuführung eines Sorptivs zu einem Verdampfermaterial (12, 22) mindestens eines Sorptionsmittel-Verdampfer-Elements (10, 20) Sorptiv zu aktivieren.