DE102018206719A1

DE102018206719A1 - Cooling device for cooling a battery of a motor vehicle, motor vehicle and method for operating such a cooling device

Info

Publication number: DE102018206719A1
Application number: DE102018206719.8A
Authority: DE
Inventors: Robert Griessbach
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-05-02
Filing date: 2018-05-02
Publication date: 2019-11-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung (1) zum Kühlen wenigstens einer Batterie (2) eines Kraftwagens, mit wenigstens einem von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkreislauf (3), in welchem die mittels des Kühlmittels zu kühlende Batterie (2) angeordnet ist, und mit einer Klimatisierungseinrichtung (8), welche einen von einem Kältemittel durchströmbaren Kältemittelkreislauf (9) und einen in dem Kältemittelkreislauf (9) angeordneten Verdampfer (13) aufweist, mittels welchem das Kältemittels zu verdampfen ist, wodurch das Kühlmittel zu kühlen ist, wobei der Verdampfer (13) in einem von dem Innenraum (15) des Kraftwagens zuzuführender Luft durchströmbaren Luftpfad (14) der Klimatisierungseinrichtung (8) angeordnet und von der den Luftpfad (14) durchströmenden Luft umströmbar ist, sodass mittels des Verdampfers (13) die dem Innenraum (15) zuzuführende Luft zu kühlen ist.

The invention relates to a cooling device (1) for cooling at least one battery (2) of a motor vehicle, with at least one cooling circuit (3) through which a coolant can be arranged, in which the battery (2) to be cooled by means of the coolant is arranged, and with an air conditioning device (8), which comprises a refrigerant circuit (9) through which a refrigerant can flow, and an evaporator (13) arranged in the refrigerant circuit (9), by means of which the refrigerant is to be evaporated, whereby the refrigerant is to be cooled, wherein the evaporator (13) arranged in one of the interior (15) of the motor vehicle to be supplied air flowable air path (14) of the air conditioning device (8) and by the air path (14) flowing air can flow around, so by means of the evaporator (13) to be supplied to the interior (15) Air is cool.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Kühlen wenigstens einer Batterie eines Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftwagen mit einer solchen Kühlvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Kühlvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 10.The invention relates to a cooling device for cooling at least one battery of a motor vehicle according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such a cooling device and a method for operating such a cooling device according to the preamble of claim 10.

Eine solche Kühlvorrichtung zum Kühlen wenigstens einer Batterie eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, sowie ein solches Verfahren zum Betreiben einer solchen Kühlvorrichtung sind beispielsweise bereits der DE 10 2011 116 432 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Kühlvorrichtung weist einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkreislauf auf, in welchem Batterie angeordnet ist. Somit ist die Batterie mittels des Kühlmittels zu kühlen. Außerdem umfasst die Kühlvorrichtung eine auch als Klimaanlage bezeichnete Klimatisierungseinrichtung, welche einen von einem Kältemittel durchströmbaren Kältemittelkreislauf und einen in dem Kältemittelkreislauf angeordneten Verdampfer aufweist. Mittels des Verdampfers kann das Kältemittels verdampft werden, wodurch das Kühlmittel gekühlt werden kann.Such a cooling device for cooling at least one battery of a motor vehicle, in particular a passenger car, as well as such a method for operating such a cooling device, for example, are already the DE 10 2011 116 432 A1 to be known as known. The cooling device has a cooling circuit through which a coolant can flow, in which battery is arranged. Thus, the battery is to be cooled by means of the coolant. In addition, the cooling device comprises an air conditioning device, also referred to as air conditioning, which has a refrigerant circuit through which a refrigerant can flow and an evaporator arranged in the refrigerant circuit. By means of the evaporator, the refrigerant can be evaporated, whereby the coolant can be cooled.

Des Weiteren offenbart die DE 10 2007 004 979 A1 eine Vorrichtung zur Kühlung beziehungsweise Temperierung einer Batterie in einem Kraftfahrzeug.Furthermore, the DE 10 2007 004 979 A1 a device for cooling or temperature control of a battery in a motor vehicle.

Darüber hinaus ist aus der DE 10 2009 059 982 A1 eine Vorrichtung zum Temperieren einer Stromquelle, insbesondere einer Batterie eines Fahrzeugs bekannt.In addition, from the DE 10 2009 059 982 A1 a device for controlling the temperature of a power source, in particular a battery of a vehicle known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühlvorrichtung, eine Kraftwagen sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, sodass die Batterie auf besonders kostengünstige Weise besonders effektiv gekühlt werden kann.Object of the present invention is to provide a cooling device, a motor vehicle and a method of the type mentioned, so that the battery can be cooled in a particularly cost effective manner particularly effective.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved by a cooling device with the features of claim 1, by a motor vehicle with the features of claim 9 and by a method having the features of claim 10. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Kühlen wenigstens einer Batterie eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens. Die Kühlvorrichtung weist einen Kühlkreislauf auf, welcher beispielsweise als ein Niedertemperaturkreislauf ausgebildet ist. Der Niedertemperaturkreislauf wird auch als Niedertemperaturkreis, NT-Kreis oder NT-Kreislauf bezeichnet. Der Kühlkreislauf ist von einem Kühlmittel durchströmbar. Dies bedeutet, dass beispielsweise während eines Betriebs der Kühlvorrichtung das Kühlmittel durch den Kühlkreislauf strömt. Dabei weist das Kühlmittel, insbesondere höchstens, eine erste Temperatur auf. Vorzugsweise ist das Kühlmittel ein flüssiges Kühlmittel, wobei das Kühlmittel zumindest oder ausschließlich Wasser aufweisen kann. Daher wird das Kühlmittel beispielsweise auch als Kühlflüssigkeit oder Kühlwasser bezeichnet.A first aspect of the invention relates to a cooling device for cooling at least one battery of a motor vehicle, in particular a passenger car. The cooling device has a cooling circuit, which is designed for example as a low-temperature circuit. The low-temperature circuit is also referred to as a low-temperature circuit, NT circuit or NT circuit. The cooling circuit is traversed by a coolant. This means that, for example, during operation of the cooling device, the coolant flows through the cooling circuit. In this case, the coolant, in particular at most, a first temperature. Preferably, the coolant is a liquid coolant, wherein the coolant may at least or exclusively comprise water. Therefore, the coolant is referred to, for example, as a cooling liquid or cooling water.

In dem Kühlkreislauf ist die Batterie angeordnet, sodass die Batterie mittels des Kühlmittels gekühlt werden kann. Somit ist die Batterie beispielsweise Bestandteil der Kühlvorrichtung. Die Batterie ist ein Energiespeicher, mittels welchem elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom gespeichert werden kann. Beispielsweise kann zumindest ein Verbraucher des Kraftwagens mit in der Batterie gespeicherter elektrischer Energie versorgt und dadurch betrieben werden.In the cooling circuit, the battery is arranged so that the battery can be cooled by the coolant. Thus, the battery is for example part of the cooling device. The battery is an energy storage, by means of which electrical energy or electric current can be stored. For example, at least one consumer of the motor vehicle can be supplied with stored electrical energy in the battery and thereby operated.

Die Kühlvorrichtung umfasst ferner eine Klimatisierungseinrichtung, welche auch als Klimaanlage oder Klimagerät bezeichnet werden kann. Die Klimatisierungseinrichtung weist einen Kältemittelkreislauf auf, welcher von einem Kältemittel durchströmt werden kann. Vorzugsweise sind das Kältemittel und das Kühlmittel voneinander unterschiedliche Medien beziehungsweise Fluide. Die Klimatisierungseinrichtung umfasst ferner wenigstens einen Verdampfer, welcher in dem Kältemittelkreislauf angeordnet und demzufolge von dem Kältemittel durchströmbar ist. Mittels des Verdampfers kann das Kältemittels verdampft werden, wodurch das Kühlmittel gekühlt werden kann. Mittels des Verdampfers und mittels des Kältemittels kann das Kühlmittel insbesondere derart durch das Verdampfen des Kältemittels gekühlt werden, dass ein Wärmeübergang von dem Kühlmittel über den Verdampfer an das Kältemittel erfolgt. Dadurch, dass das Kältemittel verdampft wird, kann es eine besonders große Wärmemenge aufnehmen, sodass das Kühlmittel gekühlt werden kann. In der Folge kann die Batterie mittels des gekühlten Kühlmittels gekühlt werden.The cooling device further comprises an air conditioning device, which may also be referred to as air conditioning or air conditioning unit. The air conditioning device has a refrigerant circuit, which can be flowed through by a refrigerant. Preferably, the refrigerant and the coolant are different media or fluids from each other. The air conditioning device further comprises at least one evaporator, which is arranged in the refrigerant circuit and consequently can be flowed through by the refrigerant. By means of the evaporator, the refrigerant can be evaporated, whereby the coolant can be cooled. By means of the evaporator and by means of the refrigerant, the coolant can be cooled in particular in such a way by the evaporation of the refrigerant, that a heat transfer from the coolant via the evaporator to the refrigerant takes place. The fact that the refrigerant is evaporated, it can absorb a particularly large amount of heat, so that the coolant can be cooled. As a result, the battery can be cooled by means of the cooled coolant.

Um die Batterie auf besonders kostengünstige Weise besonders effektiv kühlen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Verdampfer in einem Luftpfad angeordnet ist, welcher von Luft durchströmbar ist, die dem Innenraum des beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens zuführbar ist beziehungsweise zugeführt wird. Der in dem Luftpfad angeordnete Verdampfer ist von der dem Innenraum zuzuführenden Luft umströmbar, sodass mittels des Verdampfers die dem Innenraum zuzuführende Luft gekühlt werden kann. Dies bedeutet, dass über den Verdampfer ein Wärmeübergang von der den Luftpfad durchströmenden und dem Innenraum zuzuführenden Luft an das Kältemittel erfolgt beziehungsweise erfolgen kann, wodurch die Luft gekühlt wird. Die der Erfindung zugrundeliegende Idee ist es, dem Verdampfer zumindest eine Doppelfunktion zukommen zu lassen. Im Rahmen der Doppelfunktion wird der Verdampfer zum einen genutzt, um das Kühlmittel zu kühlen. Zum anderen wird der Verdampfer im Rahmen der Doppelfunktion genutzt, um die dem Innenraum zuzuführenden Luft zu kühlen. Dadurch können die Teileanzahl, die Kosten, der Bauraumbedarf und das Gewicht der Kühlvorrichtung besonders gering gehalten werden. Außerdem kann die Batterie besonders effektiv gekühlt werden, da das Kühlmittel besonders stark mittels des Verdampfers und somit mittels des Kühlmittels gekühlt werden kann.In order to be able to cool the battery in a particularly cost effective manner, it is provided according to the invention that the evaporator is arranged in an air path, which can be traversed by air, which is supplied or is supplied to the interior of the motor vehicle designed for example as a passenger car. The arranged in the air path evaporator is flowed around by the air to be supplied to the interior, so that by means of the evaporator, the air to be supplied to the interior can be cooled. This means that via the evaporator, a heat transfer from the air flowing through the air path and the interior air to be supplied takes place or can take place to the refrigerant, whereby the air is cooled. The idea underlying the invention is to provide the evaporator at least a dual function. As part of the dual function, the evaporator is used on the one hand to cool the coolant. On the other hand, the evaporator is used in the context of the dual function to cool the air to be supplied to the interior. As a result, the number of parts, the cost, the space requirement and the weight of the cooling device can be kept very low. In addition, the battery can be cooled particularly effectively, since the coolant can be cooled particularly strong by means of the evaporator and thus by means of the coolant.

Der Erfindung liegt dabei insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Zur Kühlung einer Batterie kann grundsätzlich das insbesondere flüssige Kühlmittel des beispielsweise als Niedertemperaturkreislaufs ausgebildeten Kühlkreislaufs verwendet werden. Weist jedoch der Niedertemperaturkreislauf ein übermäßig hohes Temperaturniveau auf, so kann ein von dem Niedertemperaturkreislauf unterschiedlicher, zusätzlich dazu vorgesehener Kältemittelkreislauf verwendet werden, um die Batterie mittels des eigenen, vollständig von dem Niedertemperaturkreislauf getrennten Kältemittelkreislaufs zu kühlen. Bei relativ kleinen Batterien mit relativ geringer Spannung von beispielsweise höchstens 48 Volt ist die benötigte Kühlleistung zum Kühlen einer solchen Batterie relativ klein, jedoch ist der Aufwand zur Realisierung einer Kältemittelkühlung zum Kühlen einer solch kleinen Batterie sehr groß und vergleichbar mit dem Aufwand zur Realisierung einer Kühlung von Hochvolt-Batterien, deren jeweilige elektrische Spannungen üblicherweise mehrere hundert Volt betragen. Die Erfindung ermöglicht es nun, die Batterie auf einfache und kostengünstige Weise zu kühlen, indem die Batterie in den Kühlkreislauf, insbesondere in den Niedertemperaturkreislauf, eingebunden ist. Gleichzeitig kann eine besonders effektive Kühlung der Batterie gewährleistet werden, da das Kühlmittel des Kühlkreislaufs mittels des ohnehin zur Kühlung der dem Innenraum zuzuführenden Luft vorgesehenen Verdichters gekühlt werden kann.The invention is based in particular on the following finding: For cooling a battery, it is possible in principle to use the, in particular, liquid coolant of the cooling circuit formed, for example, as a low-temperature circuit. If, however, the low-temperature circuit has an excessively high temperature level, then a refrigerant circuit which is different from the low-temperature circuit and additionally provided can be used to cool the battery by means of its own refrigerant circuit completely separated from the low-temperature circuit. For relatively small batteries with a relatively low voltage of for example at most 48 volts, the cooling power required to cool such a battery is relatively small, but the cost of implementing a refrigerant cooling for cooling such a small battery is very large and comparable to the cost of implementing a cooling of high-voltage batteries whose respective electrical voltages are usually several hundred volts. The invention now makes it possible to cool the battery in a simple and cost-effective manner, by the battery in the cooling circuit, in particular in the low-temperature circuit, is integrated. At the same time, a particularly effective cooling of the battery can be ensured, since the coolant of the cooling circuit can be cooled by means of the already provided for cooling the air to be supplied to the interior of the compressor.

Hierzu wird der Verdampfer als Wärmetauscher genutzt, über welchen ein Wärmeübergang von dem Kühlmittel an das Kältemittel erfolgen kann. Der Verdampfer weist beispielsweise einen ersten Wärmetauscherteil auf, welcher von dem Kältemittel durchströmbar ist, wobei das Kältemittel mittels des ersten Wärmetauscherteils zu verdampfen ist. Ferner weist der Verdampfer beispielsweise einen zweiten Wärmetauscherteil auf, welcher von dem Kühlmittel beziehungsweise von zumindest einem Teil des Kühlmittels durchströmbar ist. Vorzugsweise sind die Wärmetauscherteile fluidisch voneinander getrennt, sodass eine Vermischung des Kältemittels mit dem Kühlmittel unterbleibt. Der zweite Wärmetauscherteil umfasst beispielsweise wenigstens ein Rohr oder mehrere Rohre, wobei das jeweilige Rohr von dem Kühlmittel durchströmt werden kann. Das Rohr und der erste Wärmetauscherteil sind beispielsweise zwei separat voneinander ausgebildete Bauelemente, welche mechanisch miteinander verbunden sein können. Somit sind die Bauelemente beispielsweise aneinander gehalten. Insbesondere sind die Bauelemente zumindest wärmeübertragend miteinander gekoppelt, sodass von dem zweiten Wärmetauscherteil an den ersten Wärmetauscherteil Wärme übergehen kann. Somit kann beispielsweise Wärme von dem Kühlmittel an den zweiten Wärmetauscherteil, von dem zweiten Wärmetauscherteil an den ersten Wärmetauscherteil und von dem ersten Wärmetauscherteil an das den ersten Wärmetauscherteil durchströmende Kältemittel erfolgen, wodurch das Kühlmittel gekühlt werden kann. Ferner kann beispielsweise ein Wärmeübergang von der zumindest den ersten Wärmetauscherteil umströmenden Luft über den ersten Wärmetauscherteil an das den ersten Wärmetauscherteil durchströmende Kältemittel erfolgen, wodurch die dem Innenraum zuzuführende Luft gekühlt werden kann. Das zuvor genannte Rohr ist beispielsweise ein Wasserrohr, welches von dem insbesondere flüssigen Kühlmittel durchströmt werden kann. Der zweite Wärmetauscherteil ist in dem Kühlkreislauf angeordnet beziehungsweise an den Kühlkreislauf angeschlossen, beispielsweise über ein insbesondere als Mischventil ausgebildetes Ventil. Mittels des Ventils kann beispielsweise eine den zweiten Wärmetauscherteil beziehungsweise den Verdampfer durchströmende Menge des Kühlmittels eingestellt werden, wodurch beispielsweise die Kühlung der Batterie beziehungsweise die Temperatur des Kühlmittels eingestellt werden kann.For this purpose, the evaporator is used as a heat exchanger, via which a heat transfer from the coolant to the refrigerant can take place. The evaporator has, for example, a first heat exchanger part, which can be flowed through by the refrigerant, wherein the refrigerant is to be evaporated by means of the first heat exchanger part. Further, the evaporator, for example, a second heat exchanger part, which is traversed by the coolant or at least a portion of the coolant. Preferably, the heat exchanger parts are fluidly separated from each other, so that a mixing of the refrigerant with the coolant is omitted. The second heat exchanger part comprises, for example, at least one pipe or a plurality of pipes, wherein the respective pipe can be flowed through by the coolant. The tube and the first heat exchanger part are, for example, two separately formed components which can be mechanically connected to one another. Thus, the components are held together, for example. In particular, the components are at least heat-transmitting coupled to each other, so that can pass from the second heat exchanger part to the first heat exchanger part heat. Thus, for example, heat may be transferred from the coolant to the second heat exchange part, from the second heat exchange part to the first heat exchange part, and from the first heat exchange part to the refrigerant flowing through the first heat exchange part, whereby the coolant can be cooled. Furthermore, for example, a heat transfer from the air flowing around at least the first heat exchanger part via the first heat exchanger part to the refrigerant flowing through the first heat exchanger part, whereby the air to be supplied to the interior space can be cooled. The aforementioned tube is for example a water pipe, which can be flowed through by the particular liquid coolant. The second heat exchanger part is arranged in the cooling circuit or connected to the cooling circuit, for example via a valve designed in particular as a mixing valve. By means of the valve, for example, a quantity of the coolant flowing through the second heat exchanger part or the evaporator can be adjusted, whereby, for example, the cooling of the battery or the temperature of the coolant can be adjusted.

Bei Kühlbedarf der Batterie wird zumindest ein Teil des Kühlmittels des Kühlkreislaufs, insbesondere über das Ventil, dem Verdampfer beziehungsweise dem zweiten Wärmetauscherteil zugeführt, sodass zumindest der Teil des Kühlmittels durch den zweiten Wärmetauscherteil strömt. Dadurch wird zumindest der Teil des Kühlmittels auf die beschriebene Weise mittels des Verdampfers gekühlt.When cooling the battery, at least a portion of the coolant of the cooling circuit, in particular via the valve, the evaporator or the second heat exchanger part is supplied, so that at least the part of the coolant flows through the second heat exchanger part. Thereby, at least the part of the coolant is cooled in the manner described by means of the evaporator.

Um eine besonders vorteilhafte Kühlung der Batterie gewährleisten und ein Vereisen des Verdampfers vermeiden zu können, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in dem Luftpfad ein dem Verdampfer zugeordneter Lüfter angeordnet ist, mittels welchem die Luft durch den Luftpfad zu fördern ist. Dies bedeutet, dass mittels des Lüfters Luft gefördert werden kann, welche den Verdampfer umströmt. Mit anderen Worten kann mittels des Lüfters Luft um den Verdampfer geblasen werden, um eine Vereisung des Verdampfers zu verhindern. Der auch als Klimalüfter bezeichnete Lüfter kann hinsichtlich seiner Leistung gering und somit gewichts- und kostengünstig ausgestaltet werden.In order to ensure a particularly advantageous cooling of the battery and to avoid icing of the evaporator is provided in a further embodiment of the invention that in the air path to the evaporator associated fan is arranged, by means of which the air is to be conveyed through the air path. This means that by means of the fan air can be conveyed, which flows around the evaporator. In other words, air can be blown around the evaporator by means of the fan in order to prevent icing of the evaporator. The fan, also known as the fan impeller can be designed in terms of its performance low and therefore weight and cost.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Kühlvorrichtung eine Absperreinrichtung aufweist, mittels welcher unterbindbar ist, dass den Verdampfer umströmende Luft in den Innenraum einströmt. Mit anderen Worten kann der Luftpfad mittels der Absperreinrichtung fluidisch von dem Innenraum getrennt werden, sodass beispielsweise Luft, die durch den Luftpfad strömt und somit den Verdampfer umströmt, nicht in den Innenraum einströmt.A further embodiment provides that the cooling device has a shut-off device, by means of which it can be prevented that air flowing around the evaporator flows into the interior space. In other words, the air path can be fluidly separated from the interior by means of the shut-off device, so that, for example, air flowing through the air path and thus flowing around the evaporator does not flow into the interior space.

Um dabei einen besonders vorteilhaften Betreib gewährleisten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Absperreinrichtung wenigstens einen Auslass aufweist, über welchen die den Verdampfer umströmende Luft aus dem Luftpfad abführbar ist, während ein Einströmen der den Verdampfer umströmenden Luft in den Innenraum unterbleibt. Mit anderen Worten kann über den Auslass die Luft, die den Luftpfad durchströmt und dabei den Verdampfer umströmt, aus dem Luftpfad abgeführt werden, während der Innenraum von dem Luftpfad fluidisch getrennt ist, sodass zwar Luft durch den Luftpfad strömen und so den Verdampfer umströmen kann, jedoch strömt die den Verdampfer umströmenden Luft nicht in den Innenraum ein und staut sich auch nicht unerwünschter Weise, da sie über den Auslass aus dem Luftpfad ausströmen beziehungsweise abströmen kann.In order to ensure a particularly advantageous Betreib, it is provided in a further embodiment of the invention that the shut-off device has at least one outlet through which the air flowing around the evaporator from the air path can be discharged, while an inflow of air flowing around the evaporator in the Interior is omitted. In other words, via the outlet, the air flowing through the air path and thereby flows around the evaporator, are discharged from the air path, while the interior of the air path is fluidly separated, so that although air can flow through the air path and thus flow around the evaporator, However, the air flowing around the evaporator does not flow into the interior and does not accumulate undesirably, since they can flow out of the air path via the outlet or can flow out.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Klimatisierungseinrichtung als Kompressionskältemaschine ausgebildet ist. Dadurch können das Kühlmittel und somit die Batterie besonders effektiv gekühlt werden.Another embodiment is characterized in that the air conditioning device is designed as a compression refrigeration machine. As a result, the coolant and thus the battery can be cooled particularly effectively.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Batterie eine elektrische Spannung von höchstens 48 Volt auf. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung insbesondere für Batterien beziehungsweise Energiespeicher vorteilhaft ist, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebsspannung, höchstens 48 Volt beträgt. Solche Batterien mit geringer elektrischer Spannung erfordern üblicherweise einen nur geringen Kühlungsbedarf, dessen Realisierung jedoch üblicherweise besonders aufwändig ist und der Realisierung des Kühlungsbedarfs von Hochvolt-Batterien nicht nachsteht. Die Erfindung ermöglicht es nun, Batterien mit geringer elektrischer Spannung effektiv und dabei gleichzeitig kostengünstig kühlen zu können.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the battery has an electrical voltage of at most 48 volts. This embodiment is based on the finding that the cooling device according to the invention is particularly advantageous for batteries or energy storage whose electrical voltage, in particular electrical operating voltage, is at most 48 volts. Such batteries with low electrical voltage usually require only a small cooling demand, the implementation of which, however, is usually particularly complex and does not lag behind the realization of the cooling requirement of high-voltage batteries. The invention now makes it possible to cool batteries with low electrical voltage effectively and at the same time cost-effective.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Kühlkreislauf, insbesondere in dem Niedertemperaturkreislauf, wenigstens eine von einem zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeicher unterschiedliche, zusätzlich zu der Batterie vorgesehene Komponente angeordnet ist, welche mittels des Kühlmittels gekühlt werden kann. Dadurch kann auf kosten- und bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Kühlung des Kraftwagens gewährleistet werden.A further embodiment is characterized in that in the cooling circuit, in particular in the low-temperature circuit, at least one of a designed for storing electrical energy storage energy, in addition to the battery provided component is arranged, which can be cooled by means of the coolant. As a result, a particularly advantageous cooling of the motor vehicle can be ensured in a cost-effective and space-saving manner.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Kühlvorrichtung einen Hochtemperaturkreislauf auf, welcher auch als Hochtemperaturkreis, HT-Kreis oder HT-Kreislauf bezeichnet wird. Der Hochtemperaturkreislauf ist von einem Kühlmittel mit einer gegenüber der ersten Temperatur größeren zweiten Temperatur durchströmbar. Mit anderen Worten weist das den Hochtemperaturkreislauf durchströmende Kühlmittel, insbesondere höchstens, eine zweite Temperatur auf, welche größer als die erste Temperatur ist. Der Kühlkreislauf ist dabei als ein beziehungsweise der Niedertemperaturkreislauf ausgebildet. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt weisen der Niedertemperaturkreislauf und der Hochtemperaturkreislauf voneinander unterschiedliche Temperaturniveaus auf, insbesondere während eines Betriebs der Kühlvorrichtung, wobei das Temperaturniveau des Hochtemperaturkreislaufs höher als das Temperaturniveau des Niedertemperaturkreislaufs ist. Dabei ist in dem Hochtemperaturkreislauf eine Verbrennungskraftmaschine angeordnet, mittels welcher der Kraftwagen antreibbar ist. Somit kann die Verbrennungskraftmaschine mittels des den Hochtemperaturkreislauf durchströmenden Kühlmittels gekühlt werden. Das den Hochtemperaturkreislauf durchströmende Kühlmittel ist vorzugsweise eine Flüssigkeit und umfasst zumindest oder ausschließlich Wasser.In a further embodiment of the invention, the cooling device on a high-temperature circuit, which is also referred to as high-temperature circuit, HT circuit or HT circuit. The high-temperature circuit can be flowed through by a coolant having a second temperature which is greater than the first temperature. In other words, the coolant flowing through the high-temperature circuit, in particular at most, has a second temperature, which is greater than the first temperature. The cooling circuit is designed as one or the low-temperature circuit. Expressed again in other words, the low-temperature circuit and the high-temperature circuit have different temperature levels from one another, in particular during operation of the cooling device, wherein the temperature level of the high-temperature circuit is higher than the temperature level of the low-temperature circuit. In this case, an internal combustion engine is arranged in the high-temperature circuit, by means of which the motor vehicle is driven. Thus, the internal combustion engine can be cooled by means of the coolant flowing through the high-temperature circuit. The coolant flowing through the high-temperature circuit is preferably a liquid and comprises at least or exclusively water.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen, welcher eine Kühlvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a motor vehicle, preferably designed as a passenger car, which has a cooling device according to the first aspect of the invention. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention, and vice versa.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kühlvorrichtung zum Kühlen wenigstens einer Batterie eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens. Bei dem Verfahren strömt in wenigstens einem Betriebszustand der Kühlvorrichtung ein Kühlmittel durch wenigstens einen vorzugsweise als Niedertemperaturkreislauf ausgebildeten Kühlkreislauf der Kühlvorrichtung. In dem Kühlkreislauf ist die Batterie angeordnet, welche in dem wenigstens einen Betriebszustand mittels des Kühlmittels gekühlt wird. Dabei umfasst die Kühlvorrichtung eine Klimatisierungseinrichtung, welche einen von einem Kältemittel durchströmbaren Kältemittelkreislauf und einen in dem Kältemittelkreislauf angeordneten Verdampfer aufweist. Mittels des Verdampfers wird in dem wenigstens einen Betriebszustand das Kühlmittel verdampft, wodurch in dem wenigstens einen Betriebszustand das Kühlmittel gekühlt wird.A third aspect of the invention relates to a method for operating a cooling device for cooling at least one battery of a motor vehicle, in particular a passenger car. In the method flows in at least one operating state of the cooling device, a coolant through at least one preferably designed as a low-temperature circuit cooling circuit of the cooling device. In the cooling circuit, the battery is arranged, which is cooled in the at least one operating state by means of the coolant. In this case, the cooling device comprises an air-conditioning device which has a refrigerant circuit through which a refrigerant can flow and an evaporator arranged in the refrigerant circuit. through the evaporator is evaporated in the at least one operating state, the coolant, whereby in the at least one operating state, the coolant is cooled.

Um nun die Batterie besonders kostengünstig und besonders effektiv kühlen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Verdampfer in einem Luftpfad der Klimatisierungseinrichtung angeordnet ist, wobei der Luftpfad von Luft, die dem Innenraum des Kraftwagens zuzuführen ist, durchströmbar ist. In zumindest einem Betriebszustand strömt Luft durch den Luftpfad, wobei in dem zumindest einen Betriebszustand die den Luftpfad durchströmende Luft dem Innenraum zugeführt wird. Somit wird in dem zumindest einen Betriebszustand mittels des Verdampfers die Luft, die dem Innenraum zuzuführen ist beziehungsweise zugeführt wird, gekühlt. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.In order to be able to cool the battery particularly cost effective and particularly effective, it is inventively provided that the evaporator is arranged in an air path of the air conditioning device, wherein the air path of air, which is to be supplied to the interior of the motor vehicle, can be flowed through. In at least one operating state, air flows through the air path, wherein in the at least one operating state, the air flowing through the air path is supplied to the interior. Thus, in the at least one operating state by means of the evaporator, the air to be supplied to the interior or is supplied, cooled. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention and the second aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the third aspect of the invention and vice versa.

Der wenigstens eine Betriebszustand und der zumindest eine Betriebszustand sind beispielsweise zwei zeitlich voneinander unterschiedliche beziehungsweise zwei zeitlich aufeinanderfolgende Betriebszustände. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch gezeigt, wenn der wenigstens eine Betriebszustand und der zumindest eine Betriebszustand derselbe Betriebszustand sind beziehungsweise gleichzeitig durchgeführt werden, sodass mittels des Verdampfers das Kältemittel verdampft wird, wodurch mittels des Verdampfers und mittels des Kältemittels sowohl die Luft, welche dem Innenraum zugeführt wird, als auch das Kühlmittel, mittels welchem die Batterie gekühlt wird, gekühlt werden. Mit anderen Worten wird der Verdampfer der Klimatisierungseinrichtung gleichzeitig zum Kühlen der Luft, die dem Innenraum zugeführt wird, und zum Kühlen des Kühlmittels beziehungsweise der Batterie genutzt.The at least one operating state and the at least one operating state are, for example, two operating states which differ from each other in time or two. However, it has proven particularly advantageous if the at least one operating state and the at least one operating state are the same operating state or are carried out simultaneously, so that the refrigerant is evaporated by means of the evaporator, whereby both the air, which by means of the evaporator and by means of the refrigerant Interior is supplied, as well as the coolant, by means of which the battery is cooled, are cooled. In other words, the evaporator of the air conditioning device is simultaneously used for cooling the air supplied to the internal space and for cooling the refrigerant or the battery.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit dazugehöriger Zeichnung.Further details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with accompanying drawings.

Dabei zeigt die einzige Fig. eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung zum Kühlen wenigstens einer Batterie eines Kraftwagen.The single FIGURE shows a cooling device according to the invention for cooling at least one battery of a motor vehicle.

Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine Kühlvorrichtung 1 zum Kühlen wenigstens einer Batterie 2 eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens. Die Kühlvorrichtung 1 weist einen Kühlkreislauf in Form eines Niedertemperaturkreislaufes 3 auf, welcher von einem Kühlmittel mit einer ersten Temperatur durchströmbar ist. Mit anderen Worten strömt während eines Betriebs der Kühlvorrichtung 1 Kühlmittel mit einer ersten Temperatur durch den Niedertemperaturkreislauf 3. Die Kühlvorrichtung 1 umfasst darüber hinaus einen Hochtemperaturkreislauf 4, welcher von einem Kühlmittel mit einer gegenüber der ersten Temperatur größeren zweiten Temperatur durchströmbar ist. Dies bedeutet, dass während des Betriebs der Kühlvorrichtung 1 Kühlmittel, welches eine gegenüber der ersten Temperatur größere zweite Temperatur aufweist, durch den Hochtemperaturkreislauf 4 strömt. Der Niedertemperaturkreislauf 3 und der Hochtemperaturkreislauf 4 sind so mit Kühlkreisläufe, welche voneinander unterschiedliche Temperaturniveaus aufweisen, wobei das Temperaturniveau des Hochtemperaturkreislaufs 4 größer als das Temperaturniveau des Niedertemperaturkreislaufs 3 ist. Dabei ist die Batterie 2 in dem Niedertemperaturkreislauf 3 angeordnet und somit mittels des den Niedertemperaturkreislauf 3 durchströmenden Kühlmittels zu kühlen. Das jeweilige Kühlmittel ist vorzugsweise eine flüssiges Kühlmittel beziehungsweise eine Flüssigkeit und umfasst zumindest Wasser. Bei dem den Niedertemperaturkreislauf 3 durchströmenden Kühlmittel und dem den Hochtemperaturkreislauf 4 durchströmenden Kühlmittel kann es sich um das gleiche beziehungsweise um dasselbe Kühlmittel handeln, sodass beispielsweise die Kühlkreisläufe fluidisch miteinander gekoppelt sein können.The single FIGURE shows a schematic representation of a cooling device 1 for cooling at least one battery 2 a motor vehicle, in particular a passenger car. The cooling device 1 has a cooling circuit in the form of a low-temperature circuit 3 on which of a coolant with a first temperature can be flowed through. In other words, during operation of the cooling device flows 1 Coolant at a first temperature through the low temperature circuit 3 , The cooling device 1 also includes a high temperature circuit 4 , which can be flowed through by a coolant having a second temperature which is greater than the first temperature. This means that during operation of the cooling device 1 Coolant, which has a second temperature greater than the first temperature, through the high-temperature circuit 4 flows. The low temperature circuit 3 and the high-temperature cycle 4 are so with cooling circuits, which have different temperature levels from each other, the temperature level of the high-temperature circuit 4 greater than the temperature level of the low temperature circuit 3 is. Here is the battery 2 in the low temperature circuit 3 arranged and thus by means of the low-temperature circuit 3 to cool by flowing coolant. The respective coolant is preferably a liquid coolant or a liquid and comprises at least water. In which the low-temperature circuit 3 flowing through the coolant and the high-temperature circuit 4 flowing coolant can be the same or the same coolant, so that, for example, the cooling circuits can be fluidly coupled together.

Aus der Fig. ist erkennbar, dass in dem Hochtemperaturkreislauf 4 eine Verbrennungskraftmaschine 5 des Kraftwagens angeordnet ist, welcher mittels der Verbrennungskraftmaschine 5 antreibbar ist. Ferner ist im Hochtemperaturkreislauf 4 eine Pumpe 6 angeordnet, mittels welcher das Kühlmittel durch den Hochtemperaturkreislauf 4 zu fördern ist beziehungsweise gefördert wird. Außerdem ist beispielsweise in dem Hochtemperaturkreislauf 4 wenigstens ein als Wärmetauscher ausgebildeter Kühler 7 angeordnet, mittels welchem das den Hochtemperaturkreislauf 4 durchströmende Kühlmittel gekühlt wird beziehungsweise gekühlt werden kann.From the Fig. It can be seen that in the high-temperature circuit 4 an internal combustion engine 5 of the motor vehicle is arranged, which by means of the internal combustion engine 5 is drivable. Furthermore, in the high-temperature circuit 4 a pump 6 arranged, by means of which the coolant through the high-temperature circuit 4 is to be promoted or promoted. In addition, for example, in the high-temperature circuit 4 at least one cooler designed as a heat exchanger 7 arranged, by means of which the high-temperature circuit 4 flowing coolant is cooled or can be cooled.

Die Kühlvorrichtung 1 umfasst darüber hinaus eine Klimatisierungseinrichtung 8, welche als Kompressionskältemaschine ausgebildet ist. Die Klimatisierungseinrichtung 8 weist einen Kältemittelkreislauf 9 auf, welcher von einem Kältemittel durchströmt werden kann. Die Kühlmittel und das Kältemittel sind voneinander unterschiedliche Medien beziehungsweise Fluide, wobei vorzugsweise der Kältemittelkreislauf 9 fluidisch von den Kühlkreisläufen getrennt ist. Die auch als Klimaanlage oder Klimagerät bezeichnete Klimatisierungseinrichtung 8 weist einen in dem Kältemittelkreislauf 9 angeordneten Kompressor 10, einen in dem Kältemittelkreislauf 9 angeordneten und als Kühler arbeitenden Wärmetauscher 11, ein beispielsweise als Expansionsventil ausgebildetes Expansionsorgan 12 und einen Verdampfer 13 auf, wobei der Wärmetauscher 11, das Expansionsorgan 12 und der Verdampfer 13 in dem Kältemittelkreislauf 9 angeordnet und demzufolge von dem Kältemittel durchströmbar sind. Mittels des Kompressors 10 ist beziehungsweise wird das Kältemittel durch den Kältemittelkreislauf 9 zu fördern beziehungsweise gefördert, wobei beispielsweise das Kältemittel mittels des Kompressors 10 zu verdichten ist beziehungsweise verdichtet wird. Das verdichtete und dadurch erwärmte Kältemittel wird mittels des Wärmetauschers 11 gekühlt. Insbesondere dann, wenn das Kältemittel als konventionelles Kältemittel ausgebildet ist, fungiert beziehungsweise arbeitet der Wärmetauscher 11 als ein Kondensator, mittels welchem das Kältemittel gekühlt und dadurch kondensiert wird. Wird als das Kältemittel beispielsweise Kohlendioxid (CO₂ ) verwendet, so arbeitet beziehungsweise fungiert der Wärmetauscher 11 beispielsweise als Gaskühler, mittels welchem das Kältemittel gekühlt wird. Mittels des Expansionsorgans 12 wird das Kältemittel expandiert, das heißt entspannt. Mittels des Verdampfers 13 wird das Kältemittel verdampft. Mit anderen Worten wird mittels des Verdampfers 13 eine Verdampfung des Kältemittels bewirkt.The cooling device 1 also includes an air conditioning device 8th , which is designed as a compression refrigeration machine. The air conditioning device 8th has a refrigerant circuit 9 on which of a refrigerant can be flowed through. The coolant and the refrigerant are different media or fluids from each other, wherein preferably the refrigerant circuit 9 is fluidly separated from the cooling circuits. Also referred to as air conditioning or air conditioner air conditioning 8th has one in the refrigerant circuit 9 arranged compressor 10 , one in the refrigerant circuit 9 arranged and working as a cooler heat exchanger 11 , an expander designed for example as an expansion valve 12 and an evaporator 13 on, with the heat exchanger 11 , the organ of expansion 12 and the evaporator 13 in the refrigerant circuit 9 arranged and therefore can be flowed through by the refrigerant. By means of the compressor 10 is or is the refrigerant through the refrigerant circuit 9 to promote or promoted, for example, the refrigerant by means of the compressor 10 is to be condensed or compressed. The compressed and thus heated refrigerant is by means of the heat exchanger 11 cooled. In particular, when the refrigerant is designed as a conventional refrigerant, acts or works the heat exchanger 11 as a condenser, by means of which the refrigerant is cooled and thereby condensed. Is used as the refrigerant, for example, carbon dioxide ( CO ₂ ), the heat exchanger works or functions 11 For example, as a gas cooler, by means of which the refrigerant is cooled. By means of the expansion organ 12 the refrigerant is expanded, that is relaxed. By means of the evaporator 13 the refrigerant is evaporated. In other words, by means of the evaporator 13 causes evaporation of the refrigerant.

Die Batterie 2 ist nicht etwa als Hochvolt-Batterie ausgebildet, sondern die Batterie 2 weist eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebsspannung auf, welche höchstens 48 Volt oder höchstens 12 Volt beträgt. Somit ist die Batterie 2 als Niedervolt-Komponente ausgebildet.The battery 2 is not designed as a high-voltage battery, but the battery 2 has an electrical voltage, in particular an electrical operating voltage, which is at most 48 volts or at most 12 volts. Thus, the battery 2 designed as a low-voltage component.

Der Verdampfer 13 ist sowohl von zumindest einem Teil des den Niedertemperaturkreislauf 3 durchströmenden Kühlmittels als auch von dem Kältemittel durchströmbar, sodass durch das mittels des Verdampfers 13 bewirkte Verdampfen des Kältemittels das den Niedertemperaturkreislauf 3 durchströmende und auch als Niedertemperaturkühlmittel bezeichnete Kühlmittel gekühlt werden kann. Durch das Verdampfen des Kältemittels kann dieses besonders vorteilhaft Wärme aufnehmen. Über den Verdampfer 13 kann ein Wärmeübergang von dem Niedertemperaturkühlmittel an das Kältemittel erfolgen, wodurch das Niedertemperaturkühlmittel gekühlt wird.The evaporator 13 is both of at least part of the low-temperature cycle 3 flowing through coolant as well as by the refrigerant flowed through, so that by means of the evaporator 13 caused evaporation of the refrigerant that the low temperature circuit 3 flowing through and also referred to as low-temperature coolant coolant can be cooled. By evaporating the refrigerant, this can absorb heat particularly advantageous. About the evaporator 13 a heat transfer from the low-temperature coolant to the refrigerant can take place, whereby the low-temperature coolant is cooled.

Um nun die Batterie 2 besonders effektiv und besonders kostengünstig kühlen zu können, ist der Verdampfer 13 in einem Luftpfad 14 angeordnet, welcher von Luft durchströmbar ist beziehungsweise durchströmt wird, die dem Innenraum des Kraftwagens zuzuführen ist beziehungsweise zugeführt wird. Dabei ist der in dem Luftpfad 14 angeordnete Verdampfer 13 von der dem Innenraum zuzuführenden Luft umströmbar, sodass mittels der Verdampfers 13 die dem Innenraum zuzuführenden Luft zu kühlen ist. Der Innenraum des Kraftwagens ist in der Fig. besonders schematisch dargestellt und mit 15 bezeichnet. Über den Verdampfer 13 kann ein Wärmeübergang erfolgen, in dessen Rahmen Wärme von der Luft, die den Luftpfad 14 durchströmt und dabei den Verdampfer umströmt, an das Kältemittel über den Verdampfer 13 übergehen kann. Hierdurch wird die den Luftpfad 14 durchströmende Luft gekühlt. Ist der Luftpfad 14 fluidisch mit dem Innenraum 15 verbunden, so strömt die den Luftpfad 14 durchströmende und mittels der Verdampfers 13 gekühlte Luft in den Innenraum 15 ein, wodurch der Innenraum 15 mit der mittels des Verdampfers 13 gekühlten Luft versorgt wird. Außerdem wird, insbesondere gleichzeitig, mittels des Verdampfers 13 zumindest der Teil des Niedertemperaturkühlmittels gekühlt, sodass die Batterie 2 mittels des mittels des Verdampfers 13 gekühlten Niedertemperaturkühlmittels gekühlt wird.Now to the battery 2 To be able to cool particularly effectively and at a particularly low cost is the evaporator 13 in an air path 14 arranged, which is flowed through by air or is flowed through, which is to be supplied to the interior of the motor vehicle or is supplied. It is in the air path 14 arranged evaporator 13 by the air to be supplied to the interior flow around, so that by means of the evaporator 13 the air to be supplied to the interior is to be cooled. The interior of the motor vehicle is shown in the Fig. Particularly schematically and designated 15. About the evaporator 13 Heat transfer can take place, in the context of which heat from the air, the air path 14 flows through and flows around the evaporator, to the refrigerant through the evaporator 13 can go over. This will be the air path 14 cooled by flowing air. Is the air path 14 fluidic with the interior 15 connected, it flows the air path 14 flowing through and by means of the evaporator 13 cooled air in the interior 15 a, which makes the interior 15 with the means of the evaporator 13 cooled air is supplied. In addition, especially at the same time, by means of the evaporator 13 at least the part of the low-temperature coolant cooled so that the battery 2 by means of the evaporator 13 cooled low-temperature coolant is cooled.

Hierzu weist der Verdampfer 13 beispielsweise einen ersten Verdampferteil 16 und einen zweiten Verdampferteil 17 auf. Der erste Verdampferteil 16 wird auch als erster Wärmetauscherteil bezeichnet, wobei der zweite Verdampferteil 17 auch als zweiter Wärmetauscherteil bezeichnet wird. Der Verdampferteil 16 ist in einem Nebenzweig 18 angeordnet, welcher zumindest von dem zuvor genannten Teil des Niedertemperaturkühlmittels durchströmbar ist. Somit kann zumindest der Teil des Niedertemperaturkühlmittels durch den Nebenzweig 18 und somit durch den Verdampferteil 16 strömen. Der Verdampferteil 17 ist in dem Kältemittelkreislauf 9 angeordnet und demzufolge von dem Kältemittel durchströmbar. Vorzugsweise sind die Verdampferteile 16 und 17 fluidisch voneinander getrennt. Über die Verdampferteile 16 und 17 kann ein Wärmeübergang von dem den Nebenzweig 18 durchströmenden Teil des Niedertemperaturkühlmittels an das Kältemittel erfolgen, wodurch das Niedertemperaturkühlmittel gekühlt wird.For this purpose, the evaporator 13 for example, a first evaporator part 16 and a second evaporator part 17 on. The first evaporator part 16 is also referred to as the first heat exchanger part, wherein the second evaporator part 17 Also referred to as a second heat exchanger part. The evaporator part 16 is in a side branch 18 arranged, which is at least permeable by the aforementioned part of the low-temperature coolant. Thus, at least the part of the low-temperature coolant through the side branch 18 and thus through the evaporator part 16 stream. The evaporator part 17 is in the refrigerant circuit 9 arranged and therefore flowed through by the refrigerant. Preferably, the evaporator parts 16 and 17 fluidly separated from each other. About the evaporator parts 16 and 17 can a heat transfer from the the side branch 18 flowing through part of the low-temperature coolant to the refrigerant, whereby the low-temperature coolant is cooled.

Der Verdampferteil 16 umfasst beispielsweise wenigstens ein von dem Niedertemperaturkühlmittel durchströmbares Rohr, wobei beispielsweise die Verdampferteile 16 und 17 als separat voneinander ausgebildete Komponenten ausgebildet sind. Die Komponenten, welche auch als Bauelemente bezeichnet werden, sind beispielsweise mechanisch miteinander verbunden. Vorzugsweise sind die Bauelemente zumindest wärmeübertragend miteinander gekoppelt, sodass ein Wärmeübergang von dem Verdampferteil 16 an den Verdampferteil 17 erfolgen kann.The evaporator part 16 comprises, for example, at least one tube through which the low-temperature coolant can flow, wherein, for example, the evaporator parts 16 and 17 are formed as separately formed components. The components, which are also referred to as components, are mechanically interconnected, for example. Preferably, the components are at least heat-transmitting coupled to each other, so that a heat transfer from the evaporator part 16 to the evaporator part 17 can be done.

Der Nebenzweig 18 des Niedertemperaturkreislaufs 3 ist über ein beispielsweise als Mischventil ausgebildetes Ventil 19 fluidisch mit einem Hauptzweig 20 des Niedertemperaturkreislaufs 3 verbunden. Somit kann zumindest der zuvor genannte Teil des Niedertemperaturkühlmittels aus dem Hauptzweig 20 abgezweigt und in den Nebenzweig 18 eingeleitet und somit dem Verdampfer 13, insbesondere dem Verdampferteil 16, zugeführt werden. Dabei kann mittels des Ventils 19 eine den Nebenzweig 18 und somit den Verdampferteil 16 durchströmende Menge des Niedertemperaturkühlmittels eingestellt werden, sodass beispielsweise die Kühlung des Niedertemperaturkühlmittels bedarfsgerecht eingestellt werden kann. Ist beispielsweise die Temperatur des Niedertemperaturkühlmittels hinreichend gering, so kann mittels des Ventils 19 eine Versorgung des Verdampfers 13, insbesondere des Verdampferteils 16, mit Kühlmittel aus dem Hauptzweig 20 unterbunden werden. Um demgegenüber die Batterie 2 jedoch zu kühlen, wird zumindest der zuvor genannte Teil des Niedertemperaturkühlmittels über das Ventil 19 aus dem Hauptzweig 20 abgezweigt und in den Nebenzweig 18 eingeleitet und somit dem Verdampferteil 16 zugeführt. Hierdurch kann die Batterie 2 über das Niedertemperaturkühlmittel effektiv gekühlt werden.The Nebenzweig 18 of the low temperature circuit 3 is about a trained example as a mixing valve valve 19 fluidly with a main branch 20 of the low temperature circuit 3 connected. Thus, at least the aforesaid part of the low-temperature coolant may be from the main branch 20 branched off and in the Nebenzweig 18 initiated and thus the evaporator 13 , in particular the evaporator part 16 be supplied. It can by means of the valve 19 a the offshoot 18 and thus the evaporator part 16 flowing amount of low-temperature coolant can be adjusted so that, for example, the cooling of the low-temperature coolant can be adjusted as needed. For example, if the temperature of the low-temperature coolant is sufficiently low, then by means of the valve 19 a supply of the evaporator 13 , in particular the evaporator part 16 , with coolant from the main branch 20 be prevented. In contrast, the battery 2 however, to cool at least the aforementioned part of the low-temperature coolant is via the valve 19 from the main branch 20 branched off and in the Nebenzweig 18 introduced and thus the evaporator part 16 fed. This can cause the battery 2 be effectively cooled via the low-temperature coolant.

In dem Niedertemperaturkreislauf 3, insbesondere im Hauptzweig 20, ist ein beispielsweise als Wärmetauscher ausgebildeter Kühler 21 angeordnet, mittels welchem das Niedertemperaturkühlmittel gekühlt werden kann. Der Kühler 7, der Wärmetauscher 11 und der Kühler 21 sind beispielsweise als Flüssigkeits-Luft-Wärmetauscher beziehungsweise als Wasser-Luft-Wärmetauscher ausgebildet, da sie von Luft umströmbar und von dem jeweiligen Kühlmittel beziehungsweise von dem Kältemittel durchströmbar sind. Dadurch wird das jeweilige Kühlmittel beziehungsweise das Kältemittel mittels Luft gekühlt, die den jeweiligen Kühler 7 beziehungsweise 21 beziehungsweise den Wärmetauscher 11 umströmt, gekühlt.In the low temperature circuit 3 , especially in the main branch 20 is, for example, designed as a heat exchanger radiator 21 arranged, by means of which the low-temperature coolant can be cooled. The cooler 7 , the heat exchanger 11 and the radiator 21 For example, they are designed as liquid-air heat exchangers or as water-air heat exchangers, since they can be flowed around by air and can be flowed through by the respective coolant or by the refrigerant. As a result, the respective coolant or the refrigerant is cooled by means of air, which is the respective radiator 7 respectively 21 or the heat exchanger 11 flows around, cooled.

Demgegenüber ist der Verdampferteil 16 beispielsweise als Flüssigkeitsbeziehungsweise Wasser-Wärmetauscher ausgebildet, da der Verdampferteil 16 von dem flüssigen Niedertemperaturkühlmittel durchströmt wird.In contrast, the evaporator part 16 For example, formed as a liquid or water-type heat exchanger, since the evaporator part 16 is traversed by the liquid low-temperature coolant.

Um ein unerwünschtes Vereisen des Verdampfers 13 zu vermeiden, ist in dem Luftpfad 14 ein insbesondere elektrisch betreibbarer Lüfter 22 angeordnet, mittels welchem die Luft durch den Luftpfad 14 gefördert werden kann beziehungsweise gefördert wird.To unwanted icing of the evaporator 13 To avoid is in the air path 14 a particular electrically operable fan 22 arranged, by means of which the air through the air path 14 can be promoted or promoted.

Des Weiteren ist eine Absperreinrichtung 23 vorgesehen, mittels welcher der Luftpfad 14 von dem Innenraum 15 fluidisch getrennt werden kann. Dadurch kann mittels der Absperreinrichtung 23 vermieden beziehungsweise unterbunden werden, dass den Verdampfer 13 umströmende Luft in den Innenraum 15 einströmt. Dabei weist die Absperreinrichtung 23 vorzugsweise wenigstens einen Auslass 24 auf, über welchen die den Verdampfer 13 umstörmende Luft aus dem Luftpfad 14 abführbar beziehungsweise ausleitbar ist, während ein Einströmen von den Verdampfer 13 umströmende Luft in den Innenraum 15 unterbleibt.Furthermore, a shut-off device 23 provided by means of which the air path 14 from the interior 15 can be separated fluidically. As a result, by means of the shut-off device 23 be avoided or prevented that the evaporator 13 flowing air into the interior 15 flows. In this case, the shut-off device 23 preferably at least one outlet 24 on top of which the evaporator 13 umstörmende air from the air path 14 is dischargeable or divertable while flowing from the evaporator 13 flowing air into the interior 15 omitted.

Darüber hinaus ist in dem Niedertemperaturkreislauf 3 wenigstens eine von einem zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeicher und somit von der Batterie 2 unterschiedliche, zusätzlich zu der Batterie 2 vorgesehene Komponente 25 angeordnet, welche mittels des Niedertemperaturkühlmittels gekühlt werden kann.In addition, in the low-temperature cycle 3 at least one of a trained for storing electrical energy energy storage and thus of the battery 2 different, in addition to the battery 2 provided component 25 arranged, which can be cooled by means of the low-temperature coolant.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kühlvorrichtungcooler
22: Batteriebattery
33: NiedertemperaturkreislaufLow-temperature circuit
44: HochtemperaturkreislaufHigh-temperature circuit
55: VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
66: Pumpepump
77: Kühlercooler
88th: Klimatisierungseinrichtungair conditioning unit
99: KältemittelkreislaufRefrigerant circulation
1010: Kompressorcompressor
1111: Wärmetauscherheat exchangers
1212: Expansionsorganexpansion element
1313: VerdampferEvaporator
1414: Luftpfadair path
1515: Innenrauminner space
1616: Verdampferteilevaporator part
1717: Verdampferteilevaporator part
1818: Nebenzweigoffshoot
1919: VentilValve
2020: Hauptzweigmain branch
2121: Kühlercooler
2222: LüfterFan
2323: Absperreinrichtungshut-off
2424: Auslassoutlet
2525: Komponentecomponent

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011116432 A1 [0002]DE 102011116432 A1 [0002]
DE 102007004979 A1 [0003]DE 102007004979 A1 [0003]
DE 102009059982 A1 [0004]DE 102009059982 A1 [0004]

Claims

Kühlvorrichtung (1) zum Kühlen wenigstens einer Batterie (2) eines Kraftwagens, mit wenigstens einem von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkreislauf (3), in welchem die mittels des Kühlmittels zu kühlende Batterie (2) angeordnet ist, und mit einer Klimatisierungseinrichtung (8), welche einen von einem Kältemittel durchströmbaren Kältemittelkreislauf (9) und einen in dem Kältemittelkreislauf (9) angeordneten Verdampfer (13) aufweist, mittels welchem das Kältemittels zu verdampfen ist, wodurch das Kühlmittel zu kühlen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (13) in einem von dem Innenraum (15) des Kraftwagens zuzuführender Luft durchströmbaren Luftpfad (14) der Klimatisierungseinrichtung (8) angeordnet und von der den Luftpfad (14) durchströmenden Luft umströmbar ist, sodass mittels des Verdampfers (13) die dem Innenraum (15) zuzuführende Luft zu kühlen ist.Cooling device (1) for cooling at least one battery (2) of a motor vehicle, with at least one cooling circuit (3) through which a coolant can be arranged, in which the battery (2) to be cooled by means of the coolant is arranged, and with an air-conditioning device (8), which comprises a refrigerant circuit (9) through which a refrigerant can flow, and an evaporator (13) arranged in the refrigerant circuit (9), by means of which the refrigerant is to be evaporated, whereby the refrigerant is to be cooled, characterized in that the evaporator (13) in one of the interior (15) of the motor vehicle supplied air flowable air path (14) of the air conditioning device (8) arranged and by the air path (14) flowing air is flowed around, so by means of the evaporator (13) to the interior (15) to be supplied air to cool.

Kühlvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Luftpfad (14) ein dem Verdampfer (13) zugeordneter Lüfter (22) angeordnet ist, mittels welchem die Luft durch den Luftpfad (14) zu fördern ist.Cooling device (1) after Claim 1 , characterized in that in the air path (14) to the evaporator (13) associated fan (22) is arranged, by means of which the air is to be conveyed through the air path (14).

Kühlvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Absperreinrichtung (23) vorgesehen ist, mittels welcher unterbindbar ist, dass den Verdampfer (13) umströmende Luft in den Innenraum (15) einströmt.Cooling device (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that a shut-off device (23) is provided, by means of which it can be prevented that the air flowing around the evaporator (13) flows into the interior space (15).

Kühlvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperreinrichtung (23) wenigstens einen Auslass (24) aufweist, über welchen die den Verdampfer (13) umströmende Luft aus dem Luftpfad (14) abführbar ist, während ein Einströmen der den Verdampfer (13) umströmenden Luft in den Innenraum (15) unterbleibt.Cooling device (1) after Claim 3 , characterized in that the shut-off device (23) has at least one outlet (24), via which the air flowing around the evaporator (13) from the air path (14) can be discharged, while an inflow of the air flowing around the evaporator (13) in the Interior (15) is omitted.

Kühlvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimatisierungseinrichtung (8) als Kompressionskältemaschine ausgebildet ist.Cooling device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the air conditioning device (8) is designed as a compression refrigeration machine.

Kühlvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (2) eine elektrische Spannung von höchstens 48 Volt aufweist.Cooling device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery (2) has an electrical voltage of at most 48 volts.

Kühlvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kühlkreislauf (3) wenigstens eine von einem zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeicher unterschiedliche, zusätzlich zu der Batterie (2) vorgesehene Komponente (25) angeordnet ist, welche mittels des Kühlmittels zu kühlen ist.Cooling device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that in the cooling circuit (3) at least one of an energy storage device configured to store electrical energy, in addition to the battery (2) provided for component (25) is arranged, which by means of of the coolant to cool.

Kühlvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkreislauf (3) als Niedertemperaturkreislauf ausgebildet ist, welcher von dem Kühlmittel mit einer ersten Temperatur durchströmbar ist, wobei ein Hochtemperaturkreislauf (4) vorgesehen ist, welcher von einem Kühlmittel mit einer gegenüber der ersten Temperatur größeren zweiten Temperatur durchströmbar ist, und wobei in dem Hochtemperaturkreislauf (4) eine Verbrennungskraftmaschine (5) angeordnet ist, mittels welcher der Kraftwagen antreibbar ist.Cooling device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling circuit (3) is designed as a low-temperature circuit, which is flowed through by the coolant with a first temperature, wherein a high-temperature circuit (4) is provided, which of a coolant with a can be flowed through relative to the first temperature greater second temperature, and wherein in the high-temperature circuit (4) an internal combustion engine (5) is arranged, by means of which the motor vehicle is driven.

Kraftwagen, mit einer Kühlvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.A motor vehicle, comprising a cooling device (1) according to one of the preceding claims.

Verfahren zum Betreiben einer Kühlvorrichtung (1) zum Kühlen wenigstens einer Batterie (2) eines Kraftwagens, bei welchem in wenigstens einem Betriebszustand ein Kühlmittel durch wenigstens einen Kühlkreislauf (3) strömt, in welchem die Batterie (2) angeordnet ist, welche in dem wenigstens einen Betriebszustand mittels des Kühlmittels gekühlt wird, wobei eine Klimatisierungseinrichtung (8) vorgesehen ist, welche einen von einem Kältemittel durchströmbaren Kältemittelkreislauf (9) und einen in dem Kältemittelkreislauf (9) angeordneten Verdampfer (13) aufweist, mittels welchem in dem wenigstens einen Betriebszustand das Kältemittels verdampft wird, wodurch in dem wenigstens einen Betriebszustand das Kühlmittel gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (13) in einem von dem Innenraum (15) des Kraftwagens zuzuführender Luft durchströmbaren Luftpfad (14) der Klimatisierungseinrichtung (8) angeordnet ist und in zumindest einem Betriebszustand von der den Luftpfad (14) durchströmenden Luft umströmt wird, sodass in dem zumindest einen Betriebszustand mittels des Verdampfers (13) die dem Innenraum (15) zuzuführende Luft gekühlt wird.Method for operating a cooling device (1) for cooling at least one battery (2) of a motor vehicle, in which in at least one operating state a coolant flows through at least one cooling circuit (3), in which the battery (2) is arranged, which in the at least an operating state is cooled by means of the coolant, wherein an air conditioning device (8) is provided, which has a refrigerant flowing through a refrigerant circuit (9) and in the refrigerant circuit (9) arranged evaporator (13), by means of which in the at least one operating state Refrigerant is vaporized, whereby in the at least one operating state, the coolant is cooled, characterized in that the evaporator (13) in an air to be supplied from the interior (15) of the motor vehicle to be supplied air passage (14) of the air conditioning device (8) is arranged and in at least one operating state of the air is flowed around the path (14), so that in the at least one operating state by means of the evaporator (13), the air to be supplied to the inner space (15) is cooled.