DE-102021123952-B4 - Temperiersystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie Kraftfahrzeug mit einem solchen Temperiersystem

Abstract

Temperiersystem (1) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem von einem Temperiermittel durchströmbaren Kreislauf (2), mit einem elektrischen Energiespeicher (3), welcher zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildete Speicherzellen (6) aufweist, die mittels des den Kreislauf (2) durchströmenden Temperiermittels zu temperieren sind, und mit einem in dem Kreislauf (2) angeordneten Wärmeübertrager (9), über welchen Wärme zwischen dem den Kreislauf (2) durchströmenden Temperiermittel und einem weiteren Fluid übertragbar ist, wobei: - der Kreislauf (2) aufweist: ◯ einen Vorlaufstrang (19), über welchen die Speicherzellen (6) mit dem Temperiermittel versorgbar sind, um die Speicherzellen (6) mittels des Temperiermittels zu temperieren, ◯ einen Rücklaufstrang (20), über welchen das den Speicherzellen (6) über den Vorlaufstrang (19) zugeführte Temperiermittel von den Speicherzellen (6) abführbar ist, ◯ einen stromauf des Rücklaufstrangs (20) angeordneten und seriell zu dem Rücklaufstrang (20) geschalteten Umgehungsstrang (21), über welchen der Vorlaufstrang (19) und die Speicherzellen (6) von dem Temperiermittel zu umgehen und das den Vorlaufstrang (19) und die Speicherzellen (6) umgehende Temperiermittel in den Rücklaufstrang (20) einleitbar ist, ◯ einen dem Vorlaufstrang (19) und dem Umgehungsstrang (21) gemeinsamen Versorgungsstrang (24), und ◯ eine Ventileinrichtung (25), welche umschaltbar ist zwischen: ▪ einem ersten Schaltzustand, in welchem der Versorgungsstrang (24) über die Ventileinrichtung (25) fluidisch mit dem Vorlaufstrang (19) verbunden ist, wodurch über die Ventileinrichtung (25) der Vorlaufstrang (19) und über den Vorlaufstrang (19) die Speicherzellen (6) und über die Speicherzellen (6) der Rücklaufstrang (20) mit dem Temperiermittel aus dem Versorgungsstrang (24) versorgbar ist, und ▪ einem zweiten Schaltzustand, in welchem der Versorgungsstrang (24) über die Ventileinrichtung (25) fluidisch mit dem Umgehungsstrang (21) verbunden ist, wodurch über die Ventileinrichtung (25) der Umgehungsstrang (21) und über den Umgehungsstrang (21) der Rücklaufstrang (20) unter Umgehung der Speicherzellen (6) mit dem Temperiermittel aus dem Versorgungsstrang (24) versorgbar ist, und - in dem Kreislauf (2) stromab des Rücklaufstrangs (20) wenigstens eine weitere Komponente (27) angeordnet ist, welche sowohl in dem ersten Schaltzustand als auch in dem zweiten Schaltzustand über den Rücklaufstrang (20) mit dem Temperiermittel versorgbar und dadurch mittels des Temperiermittels zu temperieren ist, dadurch gekennzeichnet, dass: - der elektrische Energiespeicher (3) einen ersten Eingang (E1) aufweist, über welchen das in dem ersten Schaltzustand den Vorlaufstrang (19) durchströmende Temperiermittel in den elektrischen Energiespeicher (3) einleitbar und dadurch den Speicherzellen (6) zuführbar ist, - der erste Eingang (E1) in Einbaulage des Temperiersystems (1) in Fahrzeuglängsrichtung (28) nach vorne weist, - der elektrische Energiespeicher (3) einen zweiten Eingang (E2) aufweist, über welchen das in dem zweiten Schaltzustand den Umgehungsstrang (21) durchströmende Temperiermittel in den elektrischen Energiespeicher (3) einleitbar ist, - der zweiten Eingang (E2) in Einbaulage des Temperiersystems (1) in Fahrzeuglängsrichtung (28) nach vorne weist, - der elektrische Energiespeicher (3) einen Ausgang (A1) aufweist, über welchen das in dem ersten Schaltzustand und in dem zweiten Schaltzustand den Rücklaufstrang (20) durchströmende Temperiermittel aus dem elektrischen Energiespeicher (3) ausleitbar und der weiteren Komponente (27) zuführbar ist, und - der Ausgang (A1) in Einbaulage des Temperiersystems (1) in Fahrzeuglängsrichtung (28) nach hinten weist.

Inventors

• Christian ALLGAEUER
• Nicolas Flahaut
• Jakob Jung
• Alexander Lichtenberger

Assignees

• BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20210916

Claims (8)

1. Temperiersystem (1) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem von einem Temperiermittel durchströmbaren Kreislauf (2), mit einem elektrischen Energiespeicher (3), welcher zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildete Speicherzellen (6) aufweist, die mittels des den Kreislauf (2) durchströmenden Temperiermittels zu temperieren sind, und mit einem in dem Kreislauf (2) angeordneten Wärmeübertrager (9), über welchen Wärme zwischen dem den Kreislauf (2) durchströmenden Temperiermittel und einem weiteren Fluid übertragbar ist, wobei: - der Kreislauf (2) aufweist: ◯ einen Vorlaufstrang (19), über welchen die Speicherzellen (6) mit dem Temperiermittel versorgbar sind, um die Speicherzellen (6) mittels des Temperiermittels zu temperieren, ◯ einen Rücklaufstrang (20), über welchen das den Speicherzellen (6) über den Vorlaufstrang (19) zugeführte Temperiermittel von den Speicherzellen (6) abführbar ist, ◯ einen stromauf des Rücklaufstrangs (20) angeordneten und seriell zu dem Rücklaufstrang (20) geschalteten Umgehungsstrang (21), über welchen der Vorlaufstrang (19) und die Speicherzellen (6) von dem Temperiermittel zu umgehen und das den Vorlaufstrang (19) und die Speicherzellen (6) umgehende Temperiermittel in den Rücklaufstrang (20) einleitbar ist, ◯ einen dem Vorlaufstrang (19) und dem Umgehungsstrang (21) gemeinsamen Versorgungsstrang (24), und ◯ eine Ventileinrichtung (25), welche umschaltbar ist zwischen: ▪ einem ersten Schaltzustand, in welchem der Versorgungsstrang (24) über die Ventileinrichtung (25) fluidisch mit dem Vorlaufstrang (19) verbunden ist, wodurch über die Ventileinrichtung (25) der Vorlaufstrang (19) und über den Vorlaufstrang (19) die Speicherzellen (6) und über die Speicherzellen (6) der Rücklaufstrang (20) mit dem Temperiermittel aus dem Versorgungsstrang (24) versorgbar ist, und ▪ einem zweiten Schaltzustand, in welchem der Versorgungsstrang (24) über die Ventileinrichtung (25) fluidisch mit dem Umgehungsstrang (21) verbunden ist, wodurch über die Ventileinrichtung (25) der Umgehungsstrang (21) und über den Umgehungsstrang (21) der Rücklaufstrang (20) unter Umgehung der Speicherzellen (6) mit dem Temperiermittel aus dem Versorgungsstrang (24) versorgbar ist, und - in dem Kreislauf (2) stromab des Rücklaufstrangs (20) wenigstens eine weitere Komponente (27) angeordnet ist, welche sowohl in dem ersten Schaltzustand als auch in dem zweiten Schaltzustand über den Rücklaufstrang (20) mit dem Temperiermittel versorgbar und dadurch mittels des Temperiermittels zu temperieren ist, dadurch gekennzeichnet , dass: - der elektrische Energiespeicher (3) einen ersten Eingang (E1) aufweist, über welchen das in dem ersten Schaltzustand den Vorlaufstrang (19) durchströmende Temperiermittel in den elektrischen Energiespeicher (3) einleitbar und dadurch den Speicherzellen (6) zuführbar ist, - der erste Eingang (E1) in Einbaulage des Temperiersystems (1) in Fahrzeuglängsrichtung (28) nach vorne weist, - der elektrische Energiespeicher (3) einen zweiten Eingang (E2) aufweist, über welchen das in dem zweiten Schaltzustand den Umgehungsstrang (21) durchströmende Temperiermittel in den elektrischen Energiespeicher (3) einleitbar ist, - der zweiten Eingang (E2) in Einbaulage des Temperiersystems (1) in Fahrzeuglängsrichtung (28) nach vorne weist, - der elektrische Energiespeicher (3) einen Ausgang (A1) aufweist, über welchen das in dem ersten Schaltzustand und in dem zweiten Schaltzustand den Rücklaufstrang (20) durchströmende Temperiermittel aus dem elektrischen Energiespeicher (3) ausleitbar und der weiteren Komponente (27) zuführbar ist, und - der Ausgang (A1) in Einbaulage des Temperiersystems (1) in Fahrzeuglängsrichtung (28) nach hinten weist.
2. Temperiersystem (1) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen von dem Temperiermittel durchströmbaren, zweiten Kreislauf (31), in welchem wenigstens eine mittels des den zweiten Kreislauf (31) durchströmenden Temperiermittels temperierbare Wärmequelle (32, 33) und ein zusätzlich zu dem Wärmeübertrager (9) vorgesehener Kühler (34) zum Kühlen des den zweiten Kreislauf (31) durchströmenden Temperiermittels angeordnet sind.
3. Temperiersystem (1) nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass der elektrische Energiespeicher (3), die weitere Komponente (27) und der Wärmeübertrager (9) stromab der Wärmequelle (32, 33) und stromauf des Kühlers (34) in dem zweiten Kreislauf (31) und dadurch seriell zu der Wärmequelle (32, 33) angeordnet sind.
4. Temperiersystem (1) nach Anspruch 2 , gekennzeichnet durch eine zweite Ventileinrichtung (42), welche umschaltbar ist zwischen: - einem dritten Schaltzustand, in welchem der erste Kreislauf (2) mittels der zweiten Ventileinrichtung (42) fluidisch mit dem zweiten Kreislauf (31) derart verbunden ist, dass der elektrische Energiespeicher (3), die weitere Komponente (27) und der Wärmeübertrager (9) stromab der Wärmequelle (32, 33) und stromauf des Kühlers (34) in dem zweiten Kreislauf (31) und dadurch seriell zu der Wärmequelle (32, 33) angeordnet sind, und - einem vierten Schaltzustand, in welchem der erste Kreislauf (2) mittels der Ventileinrichtung (42) von dem zweiten Kreislauf (31) zumindest derart getrennt ist, dass zumindest ein überwiegender Teil des den zweiten Kreislauf (31) durchströmenden Temperiermittels auf seinem Weg von der Wärmequelle (32, 33) zu dem Kühler (34) den ersten Kreislauf (2) umgeht.
5. Temperiersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der elektrische Energiespeicher (3) ein Gehäuse (4) aufweist, in welchem die Speicherzellen (6) aufgenommen sind.
6. Temperiersystem (1) nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , dass die weitere Komponente (27) außerhalb des Gehäuses (4) angeordnet ist.
7. Temperiersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die weitere Komponente (27) eine Elektronikkomponente, insbesondere eine Leistungselektronik, über welche die elektrische Energie bereitstellbar ist, oder ein elektrisches Heizelement ist.
8. Kraftfahrzoug, mit einem Temperiersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description

Die Erfindung betrifft ein Temperiersystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Temperiersystem. Der DE 10 2017 220 376 A1 ist ein Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug als bekannt zu entnehmen, mit einem elektrischen Energiespeicher zum Antrieb des Kraftfahrzeugs. Des Weiteren offenbart die DE 10 2019 132 688 A1 ein Wärmemanagementsystem für ein Kraftfahrzeug. Außerdem offenbart die DE 10 2016 003 076 A1 ein Temperierungssystem für eine Hybridantriebsvorrichtung. Aus der US 2017/0271727 A1 ist ein Energieversorgungssystem für ein Fahrzeug bekannt. Ferner ist der DE 102 20 775 A1 eine Anordnung zur Verbesserung der Ladefähigkeit der Batterie eines Kraftfahrzeugs als bekannt zu entnehmen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Temperiersystem für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Temperiersystem zu schaffen, sodass auf besonders kosten-, gewichts- und bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Temperierung, das heißt Kühlung und/oder Erwärmung realisiert werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Temperiersystem mit den Merkmalen des Patenanspruchs 1, sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patenanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein auch als Temperiereinrichtung oder Temperiervorrichtung bezeichnetes oder ausgebildetes Temperiersystem, welches als eine Einrichtung oder Vorrichtung ausgebildet ist. Das Temperiersystem ist ein Kühl- und/oder Heizsystem, mittels welchem Bauelemente temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt werden können. Mit anderen Worten kann das Temperiersystem als Kühlsystem oder Kühleinrichtung betrieben werden, um wenigstens eines der Bauelemente zu kühlen. Alternativ oder zusätzlich kann das Temperiersystem als Heizsystem betrieben werden, um das wenigstens eine Bauelement und/oder zumindest ein anderes der Bauelemente zu erwärmen, das heißt zu heizen. Das Kraftfahrzeug weist in seinem vollständig hergestellten Zustand das Temperiersystem auf. Vorzugsweise ist das Kraftfahrzeug als ein Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet. Das Temperiersystem weist wenigstens einen von einem vorzugsweise flüssigen Temperiermittel durchströmbaren Kreislauf auf, welcher auch als erster Kreislauf oder erste Kreis bezeichnet wird. Vorzugsweise ist das Temperiermittel flüssig, mithin eine Flüssigkeit. Beispielsweise kann das Temperiermittel zumindest Wasser umfassen. Des Weiteren weist das Temperiersystem einen, insbesondere in dem ersten Kreislauf angeordneten, elektrischen Energiespeicher auf, welcher einfach auch als Zellen bezeichnete Speicherzellen aufweist, mittels welchen elektrische Energie, insbesondere elektrochemisch, zu speichern oder gespeichert ist. Somit sind die Speicherzellen zum Speichern, insbesondere zum elektrochemischen Speichern, der elektrischen Energie ausgebildet. Die Speicherzellen sind mittels des den ersten Kreislauf durchströmenden Temperiermittels zu temperieren, das heißt zu kühlen und/oder zu erwärmen. Dies bedeutet, dass die Speicherzellen mittels des den ersten Kreislauf durchströmenden Temperiermittels temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt werden können. Somit sind zumindest die Speicherzellen in dem ersten Kreislauf angeordnet. Beispielsweise dann, wenn das Temperiermittel eine höhere Temperatur aufweist als die Speicherzellen, fungiert das Temperiermittel als Heizmittel, mittels welchem die Speicherzellen erwärmt werden, insbesondere derart, dass Wärme von dem den ersten Kreislauf durchströmenden Temperiermittel an die Speicherzellen übergeht. Beispielsweise dann, wenn das Temperiermittel eine geringere Temperatur als die Speicherzellen aufweist, fungiert das den ersten Kreislauf durchströmende Temperiermittel als Kühlmittel, mittels welchem die Speicherzellen gekühlt werden, derart, dass Wärme von den Speicherzellen an das den ersten Kreislauf durchströmende Temperiermittel übergeht. Das Temperiersystem weist ferner einen in dem ersten Kreislauf angeordneten Wärmeübertrager auf, welcher auch als erster Wärmeübertrager, Wärmetauscher oder erster Wärmetauscher bezeichnet wird. Insbesondere ist der erste Wärmeübertrager von dem den ersten Kreislauf durchströmenden Temperiermittel durchströmbar. Über den ersten Wärmeübertrager ist Wärme zwischen dem den ersten Kreislauf durchströmenden Temperiermittel und einem weiteren Fluid übertragbar, das heißt austauschbar. Beispielsweise ist der erste Wärmeübertrager sowohl in dem ersten Wärmekreislauf als auch in einem Kreislauf angeordnet, welcher von dem weiteren Fluid durchströmbar ist. Somit ist beispielsweise der erste Wärmeübertrager von dem Temperiermittel und von dem weiteren Fluid durchströmbar. Insbesondere strömt das weitere Fluid in flüssigem Zustand des weiteren Fluids durch de