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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperiervorrichtung für ein Temperieren einer Batterievorrichtung, ein Temperiersystem für eine Batterievorrichtung sowie ein Verfahren für ein Temperieren einer Batterievorrichtung.
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Es ist bekannt, dass Batterievorrichtungen, insbesondere von Fahrzeugen, sensitiv auf ihre Temperatur reagieren. Insbesondere bei zu kalten oder zu heißen Temperaturen wird die Leistung der Batterie reduziert bzw. besteht sogar das Risiko einer Beschädigung der Batterievorrichtung. Daher werden bekannte Batterievorrichtungen, insbesondere in Fahrzeugen, temperiert mithilfe von Temperierfluiden. Auf diese Weise ist es möglich, die Temperatur der Batterievorrichtung anzuheben bzw. abzusenken und damit in einem vorher festgelegten Temperaturfenster zu halten. Hierfür sind bei bekannten Temperiervorrichtungen Leitungen vorgesehen, mit welchen das Temperierfluid zur Batterievorrichtung hingefördert und dort in wärmeübertragenden Kontakt gebracht werden kann. Bei dem wärmeübertragenden Kontakt ist es möglich, dass Wärme zwischen der Batterievorrichtung und dem Temperierfluid ausgetauscht wird, so dass entweder zum Erhitzen Wärme in die Batterievorrichtung vom Temperierfluid eingetragen oder beim Kühlen Wärme aus der Batterievorrichtung in das Temperierfluid ausgetragen wird.
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Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass das Temperierfluid in ständigem wärmeübertragenden Kontakt mit der Batterievorrichtung steht. Das bedeutet, dass auch in Situationen, in welchen kein Einfluss auf die Temperatur der Batterievorrichtung genommen werden muss, das Temperierfluid als Temperiersenke bzw. als Temperierwiderstand bestehen bleibt. Insbesondere führt dies dazu, dass im Wechselbetrieb, also beim Umschalten zwischen einer Kühlfunktionalität und einer Heizfunktionalität, die Trägheit des Gesamtsystems zunimmt und sogar zwischenzeitlich über einen gewissen Umschaltzeitraum das Temperierfluid die gegenteilige Wirkung erzielt, wie es eigentlich soll.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise eine temporäre thermische Isolation der Temperiervorrichtung zur Batterievorrichtung zur Verfügung zu stellen.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Temperiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Temperiersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 7 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Temperiersystem und im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Erfindungsgemäß dient eine Temperiervorrichtung für ein Temperieren einer Batterievorrichtung, insbesondere eines Fahrzeugs. Hierfür weist die Temperiervorrichtung eine Temperierleitung für die Leitung eines Temperierfluids auf. Mithilfe einer Befestigungsvorrichtung ist die Temperierleitung an der Batterievorrichtung befestigbar. Darüber hinaus ist die Temperierleitung mit zumindest einem Variationsabschnitt ausgestattet, welcher einen zwischen einem Kontaktzustand und einem Isolationszustand variablen Querschnitt der Temperierleitung aufweist. Darüber hinaus weist die Temperierleitung im Bereich des zumindest einen Variationsabschnitts wenigstens einen Kontaktabschnitt auf für einen wärmeübertragenden Kontakt mit der Batterievorrichtung im Kontaktzustand und einen reduzierten wärmeübertragenden Kontakt im Isolationszustand.
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Eine erfindungsgemäße Temperiervorrichtung baut auf der Basisfunktionalität bekannter Temperiervorrichtungen auf. Dafür ist diese mit einer Temperierleitung ausgestattet, welche zur Förderung des Temperierfluids dient. Als Temperierfluid kann flüssiges Temperiermittel wie auch gasförmiges Temperiermittel oder eine Mischung eingesetzt werden. Das Temperierfluid fließt vorzugsweise zwangsgefördert durch die Temperierleitung. Dabei gelangt es in den Kontaktabschnitt und kann dort über den wärmeübertragenden Kontakt in bekannter Weise Wärme in die Batterievorrichtung einbringen, um diese zu heizen, oder von der Batterievorrichtung aufnehmen, um diese zu kühlen. Der wärmeübertragende Kontakt kann hier als thermische Schnittstelle zwischen dem Temperierfluid einerseits und der Batterievorrichtung andererseits verstanden werden.
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Ein erfindungsgemäßer Kerngedanke beruht nun darauf, dass die Qualität und die Quantität dieses wärmeübertragenden Kontaktabschnitts bzw. des wärmeübertragenden Kontakts zur Batterievorrichtung veränderbar ist. Dies wird dadurch gewährleistet, dass der Kontaktabschnitt in einem Kontaktzustand des Variationsabschnitts einen größeren wärmeübertragenden Kontakt vorzugsweise mit einer größeren wärmeübertragenden Kontaktfläche aufweist, als dies beim Isolationszustand der Fall ist. Dies wird dadurch gewährleistet, dass zwischen dem Kontaktzustand und dem Isolationszustand der Querschnitt der Temperierleitung verändert wird.
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Auf Basis einer geometrischen Veränderung des Querschnitts der Temperierleitung kann also eine thermische Funktionalität dieser Temperierleitung im Kontaktabschnitt variiert bzw. eingestellt werden. Die entsprechende Funktionsweise wird nachfolgend kurz erläutert.
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Im normalen Betriebszustand, wenn also ein Temperieren der Batterievorrichtung erwünscht ist, befindet sich der Querschnitt des Variationsabschnitts im Kontaktzustand. Vorzugsweise ist der Kontaktzustand mit einem größeren Querschnitt als der Isolationszustand ausgebildet. In diesem Kontaktzustand berührt der Kontaktabschnitt im Bereich des Variationsabschnitts die Batterievorrichtung über eine entsprechende Wärmeübertragungsfläche bzw. Kontaktfläche. Sobald nun die Temperiernotwendigkeit nicht mehr gegeben ist, sondern vielmehr gewünscht ist, dass die Batterievorrichtung nun in einem sich selbst erwärmenden bzw. sich selbst temperierenden Zustand verbleibt, soll die Temperierfunktion von der Batterievorrichtung getrennt werden. Dafür wird der Variationsabschnitt hinsichtlich seines Querschnitts geometrisch verändert. Dies kann zum Beispiel durch eine Veränderung der Drucksituation und elastische Rückstellkräfte, aber auch durch mechanische Mittel und/oder elektrische Mittel erfolgen, wie dies später noch erläutert wird. Die geometrische Veränderung reduziert dabei vorzugsweise den Querschnitt im Vergleich zum Kontaktzustand, bis der Isolationszustand erreicht wird. Selbstverständlich ist es erfindungsgemäß möglich, dass nicht nur ein einziger Kontaktzustand bzw. ein einziger Isolationszustand vorliegen, sondern eine Vielzahl von Zwischenpositionen, also reduzierte Kontaktzustände bzw. reduzierte Isolierzustände. Damit wird es möglich, nicht nur qualitativ zwischen einem einzigen Kontaktzustand und einem einzigen Isolationszustand umzuschalten, sondern vielmehr darüber hinaus kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich auch quantitativ zwischen diesen beiden Endzuständen umzuschalten bzw. zu variieren.
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Sobald nun der Querschnitt in seiner geometrischen Ausprägung reduziert worden ist und der Variationsabschnitt seinen Isolationszustand angenommen hat, ist auch die wärmeübertragende Kontaktfläche zwischen dem Kontaktabschnitt und der Batterievorrichtung reduziert worden. Da durch die Wärmedifferenz bzw. die Temperaturdifferenz zwischen Batterievorrichtung auf der einen Seite und Temperierfluid auf der anderen Seite die Triebkraft für den Wärmeübergang fest eingestellt bzw. unverändert vorgegeben bleibt, hat sich durch die Veränderung der zur Verfügung stehenden Wärmeübertragungsfläche, also hier die Reduktion der Wärmeübertragungsfläche, die Gesamtsituation der Wärmeübertragung geändert. Durch die Reduktion der zur Verfügung stehenden Übertragungsfläche bzw. Kontaktfläche wird auch weniger Wärme zwischen dem Temperierfluid und der Batterievorrichtung über den gleichen Zeitraum ausgetauscht. In optimierter Weise findet im Isolationszustand überhaupt keine Kontaktierung mehr zwischen dem Kontaktabschnitt und der Batterievorrichtung statt. In einem solchen Fall kann man auch von dem später noch erläuterten Isolationsspalt sprechen.
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Sobald wieder ein aktives Temperieren gewünscht ist, kann in umgekehrter Reihenfolge nun der Querschnitt des Variationsabschnitts wieder verändert, insbesondere vergrößert werden. Sobald ein erster Kontaktzustand oder ein einziger Kontaktzustand erreicht worden ist, ist der wärmeübertragende Kontakt zur Batterievorrichtung wiederhergestellt, und die Temperierfunktionalität der Temperierleitung bzw. der Temperiervorrichtung wiedergegeben.
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Basierend auf den voranstehenden Erläuterungen kann für unterschiedliche Zielzustände der Batterievorrichtung die Funktionalität der Temperiervorrichtung ein- und ausgeschaltet werden. Die unerwünschte Wärmesenke bzw. thermische Trägheit, welche bei den bekannten Lösungen durch den ständigen Kontakt zwischen der Temperierleitung und der Batterievorrichtung gegeben ist, kann nun durch die Variationsfähigkeit des Variationsabschnitts selektiv aufgehoben werden. Dies erlaubt es zum einen, eine bessere Temperierfunktionalität zur Verfügung zu stellen, zum anderen aber auch, den Energieaufwand für die Temperierung für das Halten der Batterievorrichtung in dem gewünschten Temperaturfenster zu reduzieren. Dadurch, dass ein geringerer Aufwand für die Temperierung betrieben werden muss, kann bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Temperiervorrichtung dieselbe auch kostengünstiger, kleiner und kompakter ausgestaltet werden.
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Es ist von Vorteil, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung im Isolationszustand der wärmeübertragende Kontakt des Kontaktabschnitts zur Batterievorrichtung in befestigtem Zustand aufgehoben ist. Die Temperiervorrichtung ist mithilfe der Befestigungsvorrichtung an der Batterievorrichtung befestigbar bzw. befestigt. So ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung auch ein Batteriesystem mit einer Batterievorrichtung, an welcher wenigstens eine erfindungsgemäße Temperiervorrichtung befestigt ist. In diesem befestigten Zustand kann die Befestigungsvorrichtung stabil bzw. mechanisch steif ausgebildet sein. So kann die Befestigungsvorrichtung fest an der Temperierleitung angeordnet sein, so dass durch die Reduktion des Querschnitts der Kontakt zur Batterievorrichtung zwischen derselben und der Temperierleitung gänzlich aufgehoben wird. Diese kontaktfreie Situation führt dazu, dass sich ein Isolationsspalt ausbildet, welcher vorzugsweise ein Luftspalt ist. In diesem Fall der Kontaktfreiheit wird eine Wärmeübertragung bzw. Wärmeleitung gänzlich unterbunden, so dass eine maximale Isolationswirkung in diesem Isolationszustand durch den Variationsabschnitt zur Verfügung gestellt werden kann. Durch die maximierte Unterscheidung zwischen Kontaktzustand und vollständiger Isolation im Isolationszustand treten die erfindungsgemäßen Vorteile noch deutlicher und in verstärktem Maße zutage.
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Weitere Vorteile sind erzielbar, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Temperierleitung zumindest im Variationsabschnitt elastisch ausgebildet ist für eine elastische Verformung zwischen dem Isolationszustand und dem Kontaktzustand. Das bedeutet, dass durch elastische Kräfte eine Variation des Querschnitts zur Verfügung gestellt werden kann. Ist die Temperierleitung im Variationsabschnitt zum Beispiel als flexibler und elastischer Schlauchabschnitt ausgebildet, so kann in Abhängigkeit der Drucksituation innerhalb der Temperierleitung sich ein entsprechend angepasster Querschnitt einstellen. Je höher der Druck in der Temperierleitung im Variationsabschnitt ansteigt, umso stärker wird durch diesen Innendruck auch die elastische Verformung im Variationsabschnitt ausfallen. Durch ein Verstärken des Förderdrucks des Temperierfluids kann also durch elastische Verformung der Variationsabschnitt der Temperierleitung so weit ausgedehnt werden, dass der Kontaktzustand erreicht wird und sich die Temperierleitung in wärmeübertragender Weise kontaktierend an die Batterievorrichtung anlegt. Für ein Umschalten in zumindest einen Isolationszustand kann die Drucksituation verändert werden, so dass zum Beispiel durch reduzierten Förderdruck des Temperierfluids die entsprechenden Innendruckkräfte im Variationsabschnitt zurückgehen und durch elastische Rückstellkräfte des Materials im Variationsabschnitt sich der Querschnitt wieder in einen Isolationszustand zurückbewegt. Die kraftfreie Situation, also die elastisch voll zurückgestellte Situation des Variationsabschnitts, kann dabei als maximaler Isolationszustand des Variationsabschnitts verstanden werden. Dabei handelt es sich hinsichtlich der Ausbildung aber auch hinsichtlich der Steuerung bzw. Regelung um eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung des Variationsabschnitts.
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Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Temperierleitung zumindest im Variationsabschnitt elektrische Mittel aufweist für eine Variation zwischen dem Isolationszustand und dem Kontaktzustand durch Variation der Bestromung der elektrischen Mittel. Diese Ausgestaltungsform kann alleine oder in Kombination mit anderen Ausgestaltungsformen des Variationsabschnitts, insbesondere gemäß dem voranstehenden Absatz, zum Einsatz kommen. Die Bestromung erlaubt es, insbesondere ohne zusätzliche mechanische Mittel eine Veränderung der Situation am Variationsabschnitt zur Verfügung zu stellen. In Kombination zum Beispiel mit magnetischen Mitteln, insbesondere mit Permanentmagneten, kann durch Bestromung die Induktionssituation am Variationsabschnitt verändert werden, so dass auch auf diese Weise eine geometrische Veränderung durch eine Variation der Bestromung am Variationsabschnitt möglich wird. Durch eine Veränderung der Induktion, insbesondere im Zusammenhang mit einer elastischen Ausbildung des Variationsabschnitts, kann eine Veränderung des Querschnitts und damit eine Variation zwischen dem Kontaktzustand und dem Isolationszustand zur Verfügung gestellt werden.
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Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Temperierleitung, insbesondere im Bereich des wenigstens einen Kontaktabschnitts, einen Perforationsabschnitt aufweist für ein Ausbilden einer Perforationsöffnung unter definiertem Überdruck in der Temperierleitung. Ein Perforationsabschnitt ist dabei insbesondere ein Abschnitt, welcher eine reduzierte mechanische Stabilität gegen Überdruck innerhalb der Temperierleitung aufweist. Bei Batterievorrichtungen kann es dazu kommen, dass Fehlersituationen auftreten, in denen eine maximale Kühlleistung oder sogar ein Löschvorgang gewünscht wird. Ist dies der Fall, kann in einer solchen Fehlersituation durch extremes Erhöhen des Überdrucks in der Temperierleitung der Perforationsabschnitt sozusagen ausgelöst werden, so dass durch den ansteigenden Druck, welcher deutlich höher als der normale Betriebsdruck in der Temperierleitung ist, der Perforationsabschnitt eine Perforationsöffnung ausbildet, durch welche Temperierfluid zur maximierten Kühlung lokal austreten kann. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass der Perforationsdruck, welcher zum Ausbilden der Perforationsöffnung führt, selbstverständlich oberhalb, insbesondere mit einem definierten Sicherheitsabstand oberhalb des maximalen Betriebsdrucks der Temperierleitung liegt.
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Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung die Temperierleitung, insbesondere im Bereich des wenigstens einen Kontaktabschnitts, einen Schmelzabschnitt aufweist für ein Ausbilden einer Schmelzöffnung über einer definierten Schmelztemperatur. Auch dies dient dem Einsatz in einer Fehlersituation bei einer Batterievorrichtung, wie sie im voranstehenden Absatz erläutert worden ist. Um durch den definierten Austritt von Temperierfluid eine maximierte Kühlfunktion und/oder eine Löschfunktionalität zur Verfügung stellen zu können, kann der Schmelzabschnitt temperaturabhängig die Schmelzöffnung auslösen. Auch hier ist die Schmelztemperatur selbstverständlich oberhalb der maximalen normalen Betriebstemperatur vorzugsweise mit einem entsprechenden Sicherheitsabstand ausgebildet. Ein solcher Schmelzabschnitt ist vorzugsweise kombiniert mit einem Perforationsabschnitt gemäß dem voranstehenden Absatz.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Temperiersystem für eine Batterievorrichtung, insbesondere eines Fahrzeugs, aufweisend eine Pumpvorrichtung und einen Ausgleichsbehälter für Temperierfluid. Ein solches Temperiersystem weist weiter eine erfindungsgemäße Temperiervorrichtung auf, welche fluidkommunizierend mit der Pumpvorrichtung und dem Ausgleichsbehälter verbunden ist. Damit bringt ein erfindungsgemäßes Temperiersystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Temperiervorrichtung erläutert worden sind. Das Temperiersystem ist dabei vorzugsweise an einer Batterievorrichtung bzw. einer Batteriezelle einer Batterievorrichtung angebracht. Die Pumpvorrichtung erlaubt es, das Temperierfluid in der Temperiervorrichtung im Kreislauf zu pumpen. Um eine externe Beeinflussung der Temperierfunktion zur Verfügung zu stellen, ist in dem Temperiersystem in fluidkommunizierender Weise vorzugsweise auch ein Wärmetauscher vorgesehen, welcher ein Kühlen oder Erwärmen des Temperierfluids zur Verfügung stellen kann.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für ein Temperieren einer Batterievorrichtung, insbesondere eines Fahrzeugs, mit einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung, aufweisend die folgenden Schritte:
- - Durchströmen der Temperierleitung mit Temperierfluid,
- - Einstellen eines definierten wärmeübertragenden Kontaktes des Kontaktabschnitts mit der Batterievorrichtung durch Variation des Variationsabschnitts zwischen dem Isolationszustand und dem Kontaktzustand.
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Damit bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren auch die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Temperiervorrichtung erläutert worden sind. Durch die Variation zwischen Isolationszustand und Kontaktzustand können die Funktionsweise und vor allem die Isolationswirkung der Temperiervorrichtung an die gewünschte Situation angepasst werden. Im Isolationszustand kann durch die Kontaktfreiheit oder die Kontaktreduktion die unerwünschte Beeinflussung der Temperiervorrichtung für die Batterievorrichtung reduziert oder sogar gänzlich ausgeschaltet werden. In einem Fehlerfall bzw. einer Fehlersituation wird vorzugsweise der Isolationszustand zum Schutz der Batterievorrichtung angefahren bzw. eingestellt. In einem solchen Fehlerfall kann durch das Auslösen eines Perforationsabschnitts bzw. das Auslösen eines Schmelzabschnitts die entsprechende Sicherung zusätzlich verbessert werden.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren lässt sich dahingehend weiterbilden, dass die Durchströmung der Temperierleitung mit Temperierfluid zum weiteren Temperieren des Temperierfluids im Isolationszustand des Variationsabschnitts fortgesetzt wird. Zwar liegt im Isolationszustand eine reduzierte wärmeübertragende Kontaktierung oder sogar eine Kontaktfreiheit zur Batterievorrichtung vor, jedoch kann auf diese Weise ein Umschalten zwischen Heizen und Kühlen vonstattengehen, ohne dass während dieses Umschaltens die Batterievorrichtung von diesem Umschaltvorgang beeinflusst wird. Wird aufgrund von extremen Temperaturschwankungen ein schnelles Umschalten zwischen einer Heizsituation und einer Kühlsituation gewünscht, so dauert es eine gewisse Umschaltzeit, bis das Temperierfluid von einer Heizsituation im aufgeheizten Zustand in eine Kühlsituation in einen gekühlten Zustand überführt wird. Für diesen Zeitraum des Umschaltens kann das Temperierfluid die Zielfunktionalität selbstverständlich noch nicht zur Verfügung stellen. Das würde dazu führen, dass zum Beispiel vom Umschalten von Heizen auf Kühlen während des Umschaltvorgangs für einen gewissen Zeitraum trotzdem noch geheizt wird, obwohl dies bereits von der Steuerung bzw. Regelung nicht mehr gewünscht wird und für die Batterievorrichtung sogar schädlich sein kann. In dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nun im Isolationszustand der Umschaltzeitraum überbrückt werden, ohne dass während dieser Umschaltzeit, die sich umstellende Temperatur des Temperierfluids die Batterievorrichtung negativ beeinträchtigen würde.
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Bei einem Verfahren gemäß dem voranstehenden Absatz kann es vorteilhaft sein, wenn nach dem Erreichen einer Schalttemperatur des Temperierfluids der Variationsabschnitt aus dem Isolationszustand in den Kontaktzustand umgeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird also das Temperieren wieder eingeschaltet, wobei die Schalttemperatur vorzugsweise unterhalb der zu diesem Zeitpunkt vorhandenen Ist-Temperatur der Batterievorrichtung beim Umschalten in den Kühlzustand bzw. oberhalb der Ist-Temperatur der Batterievorrichtung beim Umschalten in den Heizbetrieb liegt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
- 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung,
- 2 die Ausführungsform der 1 im Kontaktzustand,
- 3 die Ausführungsform der 1 und 2 im Isolationszustand,
- 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung im Isolationszustand,
- 5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung im Isolationszustand und
- 6 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Temperiersystems.
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Die 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung 10, welche mithilfe von Befestigungsvorrichtungen 30 an einer Batteriezelle 110 einer Batterievorrichtung befestigt ist. Zur Temperierung, also zum Kühlen oder Heizen der Batteriezelle 110, ist die Temperiervorrichtung 10 mit einer Temperierleitung 20 ausgestattet. Innerhalb der Temperierleitung 20 kann Temperierfluid TF entlang der Pfeilrichtung in der 1 gefördert werden.
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Um nun eine Wärmeübertragung zwischen der Batteriezelle 110 der Batterievorrichtung 100 einerseits und dem Temperierfluid TF andererseits zur Verfügung zu stellen, ist im Kontaktzustand K gemäß 1 an einem Kontaktabschnitt 24 der Temperierleitung 20 ein wärmeübertragender Kontakt zur Batteriezelle 110 hergestellt. Dabei handelt es sich um den normalen Temperierzustand bzw. Betriebszustand.
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Anhand der 2 und 3 ist ein Umschalten zwischen unterschiedlichen Betriebszuständen zu erkennen. Während die 2 im Querschnitt den Zustand gemäß der 1, also den Kontaktzustand K, zeigt, handelt es sich bei der 3 um den gegensätzlichen Isolationszustand I. Wird beim normalen Betrieb gemäß dem Kontaktzustand K nach 2 festgestellt, dass zum Beispiel ein Umschalten der Temperierfunktionalität von Kühlen zu Heizen oder umgekehrt gewünscht ist, so kann für den Umschaltvorgang oder aber auch für ein normales Beibehalten der aktuellen Ist-Temperatur der Batterievorrichtung 100 eine Variation des vorhandenen Variationsabschnitts 22 der Temperierleitung 20 zur Verfügung gestellt werden. Die Temperierleitung 20 ist dabei im Variationsabschnitt 22 zum Beispiel elastisch ausgebildet. Wird nun ein Innendruck bzw. Förderdruck des Temperierfluids TF reduziert, so führt dies dazu, dass elastische Rückstellkräfte im Variationsabschnitt 22 den minimierten Innendruck dadurch ausgleichen, dass sich der Querschnitt Q der Temperierleitung 20 im Variationsabschnitt 22 zusammenzieht. Sobald ein Minimum an Förderdruck erreicht ist, erreicht der Querschnitt Q den maximalen Isolationszustand und damit die minimale geometrische Erstreckung gemäß der 3. Bei dieser Situation des Isolationszustandes I ist der Kontakt zwischen dem Kontaktabschnitt 24 und der Batterievorrichtung 100 gänzlich aufgehoben, so dass zur maximierten Isolation sich sogar ein Isolationsspalt IS als Luftspalt ausgebildet hat.
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Die 4 und 5 zeigen zwei weitere Variationen der Temperiervorrichtung 10. Diese basieren auf der gleichen Funktionalität, wie sie mit Bezug auf die 1 bis 3 erläutert worden ist. In der 4 ist eine Variante im Isolationszustand I dargestellt, welche mit einem Perforationsabschnitt 28 im Kontaktabschnitt 24 ausgestaltet ist. Bei maximiertem Innendruck führt dies dazu, dass der Perforationsabschnitt 28 unter dem innen anliegenden Perforationsdruck aufreißt und eine Perforationsöffnung freigibt, so dass Temperierfluid TF zum maximierten Kühlen oder sogar für einen Löschvorgang austreten kann. Bei der Ausführungsform der 4 sind auch noch elektrische Mittel 26 in Form von elektrischen Leitungen zu erkennen, welche ein Unterstützen oder Durchführen des Umschaltens zwischen dem Kontaktzustand K und dem Isolationszustand I zur Verfügung stellen können.
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Die 5 lässt ebenfalls ein Löschen bzw. maximiertes lokales Kühlen zu. Hierfür ist am Kontaktabschnitt 24 ein Schmelzabschnitt 29 vorgesehen. Übersteigt die Temperatur in diesem Bereich des Kontaktabschnitts 24 und des Schmelzabschnitts 29 eine vordefinierte Schmelztemperatur, so kann von einem Fehlerfall ausgegangen werden. Der Schmelzabschnitt 29 gibt eine Schmelzöffnung frei, so dass Temperierfluid TF lokal austreten kann und eine maximale Kühlung oder sogar einen Löschvorgang zur Verfügung stellt.
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In der 6 ist ein Temperiersystem 200 dargestellt, welches zur Kühlung der Batterievorrichtung 100 und dort einer Batteriezelle 110 mit einer Temperiervorrichtung 10 verbunden ist. Um einen Volumenstrom an Temperierfluid TF zur Verfügung zu stellen, ist dieses in einem Ausgleichsbehälter 220 gelagert und kann mithilfe einer Pumpvorrichtung 210 in Umlauf gebracht werden. Darüber hinaus ist für ein Anpassen der Wärmesituation bzw. der Temperatur des Temperierfluids TF ein Wärmetauscher 230 vorgesehen.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
